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(__isl_keep 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(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
  72 {
  73         return map ? n(map->dim, type) : 0;
  74 }
  75
  76 unsigned isl_set_dim(__isl_keep 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(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 107                                 enum isl_dim_type type)
 108 {
 109         return isl_basic_map_dim(bset, type);
 110 }
 111
 112 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 113 {
 114         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 115 }
 116
 117 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep 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(__isl_keep isl_set *set)
 128 {
 129         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 130 }
 131
 132 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep 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 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
 402         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
 403 {
 404         map = isl_map_cow(map);
 405         if (!map)
 406                 return isl_id_free(id);
 407
 408         map->dim = isl_dim_set_tuple_id(map->dim, type, id);
 409
 410         return isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(map->dim));
 411 }
 412
 413 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
 414         __isl_take isl_id *id)
 415 {
 416         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
 417 }
 418
 419 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
 420         enum isl_dim_type type)
 421 {
 422         map = isl_map_cow(map);
 423         if (!map)
 424                 return NULL;
 425
 426         map->dim = isl_dim_reset_tuple_id(map->dim, type);
 427
 428         return isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(map->dim));
 429 }
 430
 431 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
 432 {
 433         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
 434 }
 435
 436 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 437 {
 438         return map ? isl_dim_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
 439 }
 440
 441 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
 442         enum isl_dim_type type)
 443 {
 444         return map ? isl_dim_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
 445 }
 446
 447 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
 448 {
 449         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
 450 }
 451
 452 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
 453 {
 454         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
 455 }
 456
 457 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 458 {
 459         return bset ? isl_dim_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
 460 }
 461
 462 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
 463 {
 464         return set ? isl_dim_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
 465 }
 466
 467 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 468         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 469 {
 470         return bmap ? isl_dim_get_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
 471 }
 472
 473 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 474         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 475 {
 476         return bset ? isl_dim_get_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
 477 }
 478
 479 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
 480         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 481 {
 482         return map ? isl_dim_get_name(map->dim, type, pos) : NULL;
 483 }
 484
 485 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
 486         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 487 {
 488         return set ? isl_dim_get_name(set->dim, type, pos) : NULL;
 489 }
 490
 491 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 492         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 493         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 494 {
 495         if (!bmap)
 496                 return NULL;
 497         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 498         if (!bmap->dim)
 499                 goto error;
 500         return bmap;
 501 error:
 502         isl_basic_map_free(bmap);
 503         return NULL;
 504 }
 505
 506 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 507         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 508 {
 509         int i;
 510
 511         if (!map)
 512                 return NULL;
 513
 514         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 515         if (!map->dim)
 516                 goto error;
 517
 518         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 519                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 520                 if (!map->p[i])
 521                         goto error;
 522         }
 523
 524         return map;
 525 error:
 526         isl_map_free(map);
 527         return NULL;
 528 }
 529
 530 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 531         __isl_take isl_basic_set *bset,
 532         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 533 {
 534         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 535                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 536 }
 537
 538 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 539         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 540 {
 541         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 542 }
 543
 544 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
 545         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 546 {
 547         return map ? isl_dim_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
 548 }
 549
 550 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
 551         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 552 {
 553         return map ? isl_dim_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
 554 }
 555
 556 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
 557         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 558 {
 559         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
 560 }
 561
 562 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
 563         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 564 {
 565         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
 566 }
 567
 568 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
 569         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
 570 {
 571         map = isl_map_cow(map);
 572         if (!map)
 573                 return isl_id_free(id);
 574
 575         map->dim = isl_dim_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
 576
 577         return isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(map->dim));
 578 }
 579
 580 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
 581         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
 582 {
 583         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
 584 }
 585
 586 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
 587         __isl_keep isl_id *id)
 588 {
 589         if (!map)
 590                 return -1;
 591         return isl_dim_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
 592 }
 593
 594 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
 595         __isl_keep isl_id *id)
 596 {
 597         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
 598 }
 599
 600 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 601 {
 602         if (!bmap)
 603                 return -1;
 604         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 605 }
 606
 607 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 608 {
 609         return isl_basic_map_is_rational(bset);
 610 }
 611
 612 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 613                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 614                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 615 {
 616         int i;
 617         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 618
 619         bmap->ctx = ctx;
 620         isl_ctx_ref(ctx);
 621
 622         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 623         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 624                 goto error;
 625
 626         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 627         if (!bmap->ineq)
 628                 goto error;
 629
 630         if (extra == 0) {
 631                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 632                 bmap->div = NULL;
 633         } else {
 634                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 635                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 636                         goto error;
 637
 638                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 639                 if (!bmap->div)
 640                         goto error;
 641         }
 642
 643         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 644                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 645
 646         for (i = 0; i < extra; ++i)
 647                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 648
 649         bmap->ref = 1;
 650         bmap->flags = 0;
 651         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 652         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 653         bmap->extra = extra;
 654         bmap->n_eq = 0;
 655         bmap->n_ineq = 0;
 656         bmap->n_div = 0;
 657         bmap->sample = NULL;
 658
 659         return bmap;
 660 error:
 661         isl_basic_map_free(bmap);
 662         return NULL;
 663 }
 664
 665 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 666                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 667                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 668 {
 669         struct isl_basic_map *bmap;
 670         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 671         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 672 }
 673
 674 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 675                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 676 {
 677         struct isl_basic_map *bmap;
 678         if (!dim)
 679                 return NULL;
 680         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
 681         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 682         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 683 error:
 684         isl_dim_free(dim);
 685         return NULL;
 686 }
 687
 688 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 689                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 690 {
 691         struct isl_basic_map *bmap;
 692
 693         if (!dim)
 694                 return NULL;
 695         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 696         if (!bmap)
 697                 goto error;
 698         bmap->dim = dim;
 699
 700         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 701 error:
 702         isl_dim_free(dim);
 703         return NULL;
 704 }
 705
 706 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 707                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 708                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 709 {
 710         struct isl_basic_map *bmap;
 711         struct isl_dim *dim;
 712
 713         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 714         if (!dim)
 715                 return NULL;
 716
 717         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 718         return bmap;
 719 }
 720
 721 static void dup_constraints(
 722                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 723 {
 724         int i;
 725         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 726
 727         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 728                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 729                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 730         }
 731
 732         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 733                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 734                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 735         }
 736
 737         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 738                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 739                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 740         }
 741         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 742 }
 743
 744 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 745 {
 746         struct isl_basic_map *dup;
 747
 748         if (!bmap)
 749                 return NULL;
 750         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 751                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 752         if (!dup)
 753                 return NULL;
 754         dup_constraints(dup, bmap);
 755         dup->flags = bmap->flags;
 756         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 757         return dup;
 758 }
 759
 760 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 761 {
 762         struct isl_basic_map *dup;
 763
 764         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 765         return (struct isl_basic_set *)dup;
 766 }
 767
 768 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 769 {
 770         if (!bset)
 771                 return NULL;
 772
 773         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 774                 bset->ref++;
 775                 return bset;
 776         }
 777         return isl_basic_set_dup(bset);
 778 }
 779
 780 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 781 {
 782         if (!set)
 783                 return NULL;
 784
 785         set->ref++;
 786         return set;
 787 }
 788
 789 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 790 {
 791         if (!bmap)
 792                 return NULL;
 793
 794         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 795                 bmap->ref++;
 796                 return bmap;
 797         }
 798         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 799         if (bmap)
 800                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 801         return bmap;
 802 }
 803
 804 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 805 {
 806         if (!map)
 807                 return NULL;
 808
 809         map->ref++;
 810         return map;
 811 }
 812
 813 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 814 {
 815         if (!bmap)
 816                 return;
 817
 818         if (--bmap->ref > 0)
 819                 return;
 820
 821         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 822         free(bmap->div);
 823         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 824         free(bmap->ineq);
 825         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 826         isl_vec_free(bmap->sample);
 827         isl_dim_free(bmap->dim);
 828         free(bmap);
 829 }
 830
 831 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 832 {
 833         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 834 }
 835
 836 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 837 {
 838         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 839 }
 840
 841 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
 842         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
 843         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
 844                                     __isl_take isl_map *map2))
 845 {
 846         if (!map1 || !map2)
 847                 goto error;
 848         if (isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
 849                 return fn(map1, map2);
 850         if (!isl_dim_has_named_params(map1->dim) ||
 851             !isl_dim_has_named_params(map2->dim))
 852                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
 853                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
 854         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_dim(map2));
 855         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_dim(map1));
 856         return fn(map1, map2);
 857 error:
 858         isl_map_free(map1);
 859         isl_map_free(map2);
 860         return NULL;
 861 }
 862
 863 static int align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
 864         __isl_keep isl_map *map2,
 865         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
 866 {
 867         int r;
 868
 869         if (!map1 || !map2)
 870                 return -1;
 871         if (isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
 872                 return fn(map1, map2);
 873         if (!isl_dim_has_named_params(map1->dim) ||
 874             !isl_dim_has_named_params(map2->dim))
 875                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
 876                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
 877         map1 = isl_map_copy(map1);
 878         map2 = isl_map_copy(map2);
 879         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_dim(map2));
 880         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_dim(map1));
 881         r = fn(map1, map2);
 882         isl_map_free(map1);
 883         isl_map_free(map2);
 884         return r;
 885 }
 886
 887 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 888 {
 889         struct isl_ctx *ctx;
 890         if (!bmap)
 891                 return -1;
 892         ctx = bmap->ctx;
 893         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 894         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 895                         return -1);
 896         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 897         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 898         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 899         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 900         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 901         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 902                 isl_int *t;
 903                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 904                 if (j < 0)
 905                         return -1;
 906                 t = bmap->ineq[j];
 907                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 908                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 909                 bmap->eq[-1] = t;
 910                 bmap->n_eq++;
 911                 bmap->n_ineq--;
 912                 bmap->eq--;
 913                 return 0;
 914         }
 915         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 916                       bmap->extra - bmap->n_div);
 917         return bmap->n_eq++;
 918 }
 919
 920 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 921 {
 922         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 923 }
 924
 925 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 926 {
 927         if (!bmap)
 928                 return -1;
 929         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 930         bmap->n_eq -= n;
 931         return 0;
 932 }
 933
 934 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 935 {
 936         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 937 }
 938
 939 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 940 {
 941         isl_int *t;
 942         if (!bmap)
 943                 return -1;
 944         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 945
 946         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 947                 t = bmap->eq[pos];
 948                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 949                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 950         }
 951         bmap->n_eq--;
 952         return 0;
 953 }
 954
 955 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 956 {
 957         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 958 }
 959
 960 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 961                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 962 {
 963         isl_int *t;
 964
 965         t = bmap->ineq[pos];
 966         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 967         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 968         bmap->eq[-1] = t;
 969         bmap->n_eq++;
 970         bmap->n_ineq--;
 971         bmap->eq--;
 972         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 973         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 974         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 975         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 976 }
 977
 978 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 979 {
 980         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 981 }
 982
 983 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 984 {
 985         struct isl_ctx *ctx;
 986         if (!bmap)
 987                 return -1;
 988         ctx = bmap->ctx;
 989         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 990         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 991         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 992         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 993         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 994         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 995                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 996                       bmap->extra - bmap->n_div);
 997         return bmap->n_ineq++;
 998 }
 999
1000 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1001 {
1002         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1003 }
1004
1005 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1006 {
1007         if (!bmap)
1008                 return -1;
1009         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1010         bmap->n_ineq -= n;
1011         return 0;
1012 }
1013
1014 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1015 {
1016         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1017 }
1018
1019 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1020 {
1021         isl_int *t;
1022         if (!bmap)
1023                 return -1;
1024         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1025
1026         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1027                 t = bmap->ineq[pos];
1028                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1029                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1030                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1031         }
1032         bmap->n_ineq--;
1033         return 0;
1034 }
1035
1036 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1037 {
1038         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1039 }
1040
1041 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1042         isl_int *eq)
1043 {
1044         int k;
1045
1046         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1047         if (!bmap)
1048                 return NULL;
1049         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1050         if (k < 0)
1051                 goto error;
1052         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1053         return bmap;
1054 error:
1055         isl_basic_map_free(bmap);
1056         return NULL;
1057 }
1058
1059 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1060         isl_int *eq)
1061 {
1062         return (isl_basic_set *)
1063                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1064 }
1065
1066 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1067         isl_int *ineq)
1068 {
1069         int k;
1070
1071         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1072         if (!bmap)
1073                 return NULL;
1074         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1075         if (k < 0)
1076                 goto error;
1077         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1078         return bmap;
1079 error:
1080         isl_basic_map_free(bmap);
1081         return NULL;
1082 }
1083
1084 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1085         isl_int *ineq)
1086 {
1087         return (isl_basic_set *)
1088                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1089 }
1090
1091 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1092 {
1093         if (!bmap)
1094                 return -1;
1095         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1096         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1097                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1098                       bmap->extra - bmap->n_div);
1099         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1100         return bmap->n_div++;
1101 }
1102
1103 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1104 {
1105         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1106 }
1107
1108 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1109 {
1110         if (!bmap)
1111                 return -1;
1112         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1113         bmap->n_div -= n;
1114         return 0;
1115 }
1116
1117 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1118 {
1119         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1120 }
1121
1122 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1123  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1124  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1125  * variables.
1126  */
1127 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1128                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1129                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1130 {
1131         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1132         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1133         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1134         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1135         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1136         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1137         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1138         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1139         if (dst_nparam > src_nparam)
1140                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1141                                 dst_nparam - src_nparam);
1142         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1143         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1144                     src+1+src_nparam,
1145                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1146         if (dst_in-in_off > src_in)
1147                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1148                                 dst_in - in_off - src_in);
1149         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1150         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1151                     src+1+src_nparam+src_in,
1152                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1153         if (dst_out-out_off > src_out)
1154                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1155                                 dst_out - out_off - src_out);
1156         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1157         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1158                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1159                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1160         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1161                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1162                                 div_off+src_map->n_div,
1163                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1164 }
1165
1166 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1167                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1168                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1169 {
1170         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1171         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1172 }
1173
1174 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1175                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1176 {
1177         int i;
1178         unsigned div_off;
1179
1180         if (!bmap1 || !bmap2)
1181                 goto error;
1182
1183         div_off = bmap1->n_div;
1184
1185         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1186                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1187                 if (i1 < 0)
1188                         goto error;
1189                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1190                                 i_pos, o_pos, div_off);
1191         }
1192
1193         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1194                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1195                 if (i1 < 0)
1196                         goto error;
1197                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1198                                 i_pos, o_pos, div_off);
1199         }
1200
1201         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1202                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1203                 if (i1 < 0)
1204                         goto error;
1205                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1206                          i_pos, o_pos, div_off);
1207         }
1208
1209         isl_basic_map_free(bmap2);
1210
1211         return bmap1;
1212
1213 error:
1214         isl_basic_map_free(bmap1);
1215         isl_basic_map_free(bmap2);
1216         return NULL;
1217 }
1218
1219 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1220                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1221 {
1222         return (struct isl_basic_set *)
1223                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1224                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1225 }
1226
1227 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
1228                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1229                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1230 {
1231         struct isl_basic_map *ext;
1232         unsigned flags;
1233         int dims_ok;
1234
1235         if (!dim)
1236                 goto error;
1237
1238         if (!base)
1239                 goto error;
1240
1241         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
1242                   base->extra >= base->n_div + extra;
1243
1244         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1245                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1246                 isl_dim_free(dim);
1247                 return base;
1248         }
1249
1250         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1251         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1252         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1253         extra += base->extra;
1254         n_eq += base->n_eq;
1255         n_ineq += base->n_ineq;
1256
1257         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1258         dim = NULL;
1259         if (!ext)
1260                 goto error;
1261
1262         if (dims_ok)
1263                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1264         flags = base->flags;
1265         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1266         if (ext) {
1267                 ext->flags = flags;
1268                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1269         }
1270
1271         return ext;
1272
1273 error:
1274         isl_dim_free(dim);
1275         isl_basic_map_free(base);
1276         return NULL;
1277 }
1278
1279 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1280                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1281                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1282 {
1283         return (struct isl_basic_set *)
1284                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1285                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1286 }
1287
1288 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1289                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1290 {
1291         if (!base)
1292                 return NULL;
1293         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1294                                         0, n_eq, n_ineq);
1295 }
1296
1297 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1298                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1299                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1300 {
1301         struct isl_basic_map *bmap;
1302         struct isl_dim *dim;
1303
1304         if (!base)
1305                 return NULL;
1306         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1307         if (!dim)
1308                 goto error;
1309
1310         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1311         return bmap;
1312 error:
1313         isl_basic_map_free(base);
1314         return NULL;
1315 }
1316
1317 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1318                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1319                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1320 {
1321         return (struct isl_basic_set *)
1322                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1323                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1324 }
1325
1326 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1327                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1328 {
1329         return (struct isl_basic_set *)
1330                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1331                                                     n_eq, n_ineq);
1332 }
1333
1334 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1335 {
1336         return (struct isl_basic_set *)
1337                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1338 }
1339
1340 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1341 {
1342         if (!bmap)
1343                 return NULL;
1344
1345         if (bmap->ref > 1) {
1346                 bmap->ref--;
1347                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1348         }
1349         if (bmap)
1350                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1351         return bmap;
1352 }
1353
1354 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1355 {
1356         if (!set)
1357                 return NULL;
1358
1359         if (set->ref == 1)
1360                 return set;
1361         set->ref--;
1362         return isl_set_dup(set);
1363 }
1364
1365 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1366 {
1367         if (!map)
1368                 return NULL;
1369
1370         if (map->ref == 1)
1371                 return map;
1372         map->ref--;
1373         return isl_map_dup(map);
1374 }
1375
1376 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1377                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1378 {
1379         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1380         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1381         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1382 }
1383
1384 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1385         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1386 {
1387         int i;
1388         struct isl_blk blk;
1389
1390         if (!bmap)
1391                 goto error;
1392
1393         isl_assert(bmap->ctx,
1394                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1395
1396         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1397                 return bmap;
1398
1399         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1400         if (!bmap)
1401                 return NULL;
1402
1403         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1404         if (isl_blk_is_error(blk))
1405                 goto error;
1406
1407         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1408                 swap_vars(blk,
1409                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1410
1411         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1412                 swap_vars(blk,
1413                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1414
1415         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1416                 swap_vars(blk,
1417                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1418
1419         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1420
1421         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1422         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1423         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1424 error:
1425         isl_basic_map_free(bmap);
1426         return NULL;
1427 }
1428
1429 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1430         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1431 {
1432         unsigned dim;
1433         unsigned nparam;
1434
1435         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1436         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1437         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1438
1439         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1440 error:
1441         isl_basic_set_free(bset);
1442         return NULL;
1443 }
1444
1445 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1446 {
1447         int i = 0;
1448         unsigned total;
1449         if (!bmap)
1450                 goto error;
1451         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1452         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1453         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1454         if (bmap->n_eq > 0)
1455                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1456         else {
1457                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1458                 if (i < 0)
1459                         goto error;
1460         }
1461         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1462         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1463         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1464         isl_vec_free(bmap->sample);
1465         bmap->sample = NULL;
1466         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1467 error:
1468         isl_basic_map_free(bmap);
1469         return NULL;
1470 }
1471
1472 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1473 {
1474         return (struct isl_basic_set *)
1475                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1476 }
1477
1478 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1479 {
1480         int i;
1481         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1482         isl_int *t = bmap->div[a];
1483         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1484         bmap->div[b] = t;
1485
1486         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1487                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1488
1489         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1490                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1491
1492         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1493                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1494         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1495 }
1496
1497 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1498  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1499  * are not removed.
1500  */
1501 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1502         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1503 {
1504         int i;
1505
1506         if (!map)
1507                 return NULL;
1508         if (n == 0)
1509                 return map;
1510
1511         map = isl_map_cow(map);
1512         if (!map)
1513                 return NULL;
1514         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1515         first += pos(map->dim, type) - 1;
1516
1517         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1518                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1519                 if (!map->p[i])
1520                         goto error;
1521         }
1522         return map;
1523 error:
1524         isl_map_free(map);
1525         return NULL;
1526 }
1527
1528 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1529  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1530  * are not removed.
1531  */
1532 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1533         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1534 {
1535         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1536 }
1537
1538 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1539  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1540  * are not removed.
1541  */
1542 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1543         unsigned first, unsigned n)
1544 {
1545         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1546 }
1547
1548 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1549         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1550 {
1551         if (!bmap)
1552                 return NULL;
1553         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap, isl_dim_total(bmap->dim),
1554                                                 bmap->n_div);
1555         if (!bmap)
1556                 return NULL;
1557         bmap->n_div = 0;
1558         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1559 }
1560
1561 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1562         __isl_take isl_basic_set *bset)
1563 {
1564         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1565                         (struct isl_basic_map *)bset);
1566 }
1567
1568 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1569 {
1570         int i;
1571
1572         if (!map)
1573                 return NULL;
1574         if (map->n == 0)
1575                 return map;
1576
1577         map = isl_map_cow(map);
1578         if (!map)
1579                 return NULL;
1580
1581         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1582                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1583                 if (!map->p[i])
1584                         goto error;
1585         }
1586         return map;
1587 error:
1588         isl_map_free(map);
1589         return NULL;
1590 }
1591
1592 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1593 {
1594         return isl_map_remove_divs(set);
1595 }
1596
1597 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1598         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1599 {
1600         if (!bmap)
1601                 return NULL;
1602         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1603                         goto error);
1604         if (n == 0 && !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1605                 return bmap;
1606         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1607                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1608         if (!bmap)
1609                 return bmap;
1610         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1611                 return bmap;
1612         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1613         return bmap;
1614 error:
1615         isl_basic_map_free(bmap);
1616         return NULL;
1617 }
1618
1619 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1620  * any of the given variables.
1621  */
1622 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1623         unsigned first, unsigned n)
1624 {
1625         int i;
1626         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1627
1628         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1629                 return 0;
1630         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1631                 return 1;
1632
1633         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1634                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1635                         continue;
1636                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1637                         return 1;
1638         }
1639
1640         return 0;
1641 }
1642
1643 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1644  * in their definitions.
1645  */
1646 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1647         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1648         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1649 {
1650         int i;
1651
1652         if (!bmap)
1653                 return NULL;
1654         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1655                         goto error);
1656         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1657
1658         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1659                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1660                         continue;
1661                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1662                 if (!bmap)
1663                         return NULL;
1664                 i = bmap->n_div;
1665         }
1666
1667         return bmap;
1668 error:
1669         isl_basic_map_free(bmap);
1670         return NULL;
1671 }
1672
1673 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1674         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1675 {
1676         int i;
1677
1678         if (!map)
1679                 return NULL;
1680         if (map->n == 0)
1681                 return map;
1682
1683         map = isl_map_cow(map);
1684         if (!map)
1685                 return NULL;
1686
1687         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1688                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1689                                                                 type, first, n);
1690                 if (!map->p[i])
1691                         goto error;
1692         }
1693         return map;
1694 error:
1695         isl_map_free(map);
1696         return NULL;
1697 }
1698
1699 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1700         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1701 {
1702         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1703                                                               type, first, n);
1704 }
1705
1706 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
1707         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1708 {
1709         int i;
1710
1711         if (!bmap)
1712                 return -1;
1713
1714         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
1715                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
1716                         "index out of bounds", return -1);
1717
1718         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1719         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1720                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
1721                         return 1;
1722         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1723                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
1724                         return 1;
1725
1726         return 0;
1727 }
1728
1729 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
1730         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1731 {
1732         int i;
1733
1734         if (!map)
1735                 return -1;
1736
1737         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
1738                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1739                         "index out of bounds", return -1);
1740
1741         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1742                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
1743                                                             type, first, n);
1744                 if (involves < 0 || !involves)
1745                         return involves;
1746         }
1747
1748         return 1;
1749 }
1750
1751 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1752         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1753 {
1754         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
1755 }
1756
1757 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1758         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1759 {
1760         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
1761 }
1762
1763 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1764  * on unknown divs.
1765  */
1766 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1767 {
1768         int i;
1769         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1770
1771         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1772                 return 1;
1773
1774         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1775                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1776                         continue;
1777                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1778                         return 1;
1779         }
1780
1781         return 0;
1782 }
1783
1784 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1785  */
1786 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1787         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1788 {
1789         int i;
1790
1791         if (!bmap)
1792                 return NULL;
1793
1794         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1795                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1796                         continue;
1797                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1798         }
1799
1800         return bmap;
1801 }
1802
1803 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1804 {
1805         int i;
1806
1807         if (!map)
1808                 return NULL;
1809         if (map->n == 0)
1810                 return map;
1811
1812         map = isl_map_cow(map);
1813         if (!map)
1814                 return NULL;
1815
1816         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1817                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1818                 if (!map->p[i])
1819                         goto error;
1820         }
1821         return map;
1822 error:
1823         isl_map_free(map);
1824         return NULL;
1825 }
1826
1827 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1828 {
1829         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1830 }
1831
1832 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1833         __isl_take isl_basic_set *bset,
1834         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1835 {
1836         return (isl_basic_set *)
1837             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1838 }
1839
1840 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1841         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1842 {
1843         int i;
1844
1845         if (n == 0)
1846                 return map;
1847
1848         map = isl_map_cow(map);
1849         if (!map)
1850                 return NULL;
1851         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1852
1853         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1854                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1855                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1856                 if (!map->p[i])
1857                         goto error;
1858         }
1859         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1860         return map;
1861 error:
1862         isl_map_free(map);
1863         return NULL;
1864 }
1865
1866 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1867         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1868 {
1869         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1870 }
1871
1872 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1873 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1874         unsigned first, unsigned n)
1875 {
1876         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1877 }
1878
1879 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1880                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1881 {
1882         const char *name;
1883         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1884         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1885         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1886         if (!pos)
1887                 isl_int_print(out, c, 0);
1888         else {
1889                 if (!isl_int_is_one(c))
1890                         isl_int_print(out, c, 0);
1891                 if (pos < 1 + nparam) {
1892                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1893                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1894                         if (name)
1895                                 fprintf(out, "%s", name);
1896                         else
1897                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1898                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1899                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1900                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1901                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1902                 else
1903                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1904         }
1905 }
1906
1907 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1908                                 int sign, FILE *out)
1909 {
1910         int i;
1911         int first;
1912         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1913         isl_int v;
1914
1915         isl_int_init(v);
1916         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1917                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1918                         continue;
1919                 if (!first)
1920                         fprintf(out, " + ");
1921                 first = 0;
1922                 isl_int_abs(v, c[i]);
1923                 dump_term(bmap, v, i, out);
1924         }
1925         isl_int_clear(v);
1926         if (first)
1927                 fprintf(out, "0");
1928 }
1929
1930 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1931                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1932 {
1933         int i;
1934
1935         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1936
1937         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1938         fprintf(out, " %s ", op);
1939         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1940
1941         fprintf(out, "\n");
1942
1943         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1944                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1945                         continue;
1946                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1947                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1948                 abort();
1949         }
1950 }
1951
1952 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1953                                 isl_int **c, unsigned n,
1954                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1955 {
1956         int i;
1957
1958         for (i = 0; i < n; ++i)
1959                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1960 }
1961
1962 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1963 {
1964         int j;
1965         int first = 1;
1966         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1967
1968         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1969                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1970                         continue;
1971                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1972                         fprintf(out, "+");
1973                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1974                 first = 0;
1975         }
1976 }
1977
1978 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1979 {
1980         int i;
1981
1982         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1983         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1984
1985         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1986                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1987                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1988                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1989                 fprintf(out, ")/");
1990                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1991                 fprintf(out, "]\n");
1992         }
1993 }
1994
1995 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
1996         FILE *out, int indent)
1997 {
1998         if (!bset) {
1999                 fprintf(out, "null basic set\n");
2000                 return;
2001         }
2002
2003         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2004         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2005                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2006                         bset->extra, bset->flags);
2007         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2008 }
2009
2010 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2011         FILE *out, int indent)
2012 {
2013         if (!bmap) {
2014                 fprintf(out, "null basic map\n");
2015                 return;
2016         }
2017
2018         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2019         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2020                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2021                 bmap->ref,
2022                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2023                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2024         dump(bmap, out, indent);
2025 }
2026
2027 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2028 {
2029         unsigned total;
2030         if (!bmap)
2031                 return -1;
2032         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2033         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2034         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2035         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2036         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2037         return 0;
2038 }
2039
2040 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
2041 {
2042         struct isl_set *set;
2043
2044         if (!dim)
2045                 return NULL;
2046         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2047         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2048         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2049                         sizeof(struct isl_set) +
2050                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2051         if (!set)
2052                 goto error;
2053
2054         set->ctx = dim->ctx;
2055         isl_ctx_ref(set->ctx);
2056         set->ref = 1;
2057         set->size = n;
2058         set->n = 0;
2059         set->dim = dim;
2060         set->flags = flags;
2061         return set;
2062 error:
2063         isl_dim_free(dim);
2064         return NULL;
2065 }
2066
2067 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2068                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2069 {
2070         struct isl_set *set;
2071         struct isl_dim *dims;
2072
2073         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2074         if (!dims)
2075                 return NULL;
2076
2077         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
2078         return set;
2079 }
2080
2081 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2082  */
2083 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2084 {
2085         int i;
2086         struct isl_map *grown = NULL;
2087
2088         if (!map)
2089                 return NULL;
2090         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2091         if (map->n + n <= map->size)
2092                 return map;
2093         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
2094         if (!grown)
2095                 goto error;
2096         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2097                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2098                 if (!grown->p[i])
2099                         goto error;
2100                 grown->n++;
2101         }
2102         isl_map_free(map);
2103         return grown;
2104 error:
2105         isl_map_free(grown);
2106         isl_map_free(map);
2107         return NULL;
2108 }
2109
2110 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2111  */
2112 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2113 {
2114         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2115 }
2116
2117 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2118 {
2119         int i;
2120         struct isl_set *dup;
2121
2122         if (!set)
2123                 return NULL;
2124
2125         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2126         if (!dup)
2127                 return NULL;
2128         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2129                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2130         return dup;
2131 }
2132
2133 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2134 {
2135         return isl_map_from_basic_map(bset);
2136 }
2137
2138 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2139 {
2140         struct isl_map *map;
2141
2142         if (!bmap)
2143                 return NULL;
2144
2145         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2146         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2147 }
2148
2149 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2150                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2151 {
2152         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2153                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2154 }
2155
2156 void isl_set_free(struct isl_set *set)
2157 {
2158         int i;
2159
2160         if (!set)
2161                 return;
2162
2163         if (--set->ref > 0)
2164                 return;
2165
2166         isl_ctx_deref(set->ctx);
2167         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2168                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2169         isl_dim_free(set->dim);
2170         free(set);
2171 }
2172
2173 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2174 {
2175         int i;
2176
2177         if (!set) {
2178                 fprintf(out, "null set\n");
2179                 return;
2180         }
2181
2182         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2183         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2184                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2185                         set->flags);
2186         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2187                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2188                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2189                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2190         }
2191 }
2192
2193 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2194 {
2195         int i;
2196
2197         if (!map) {
2198                 fprintf(out, "null map\n");
2199                 return;
2200         }
2201
2202         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2203         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2204                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2205                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2206                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2207         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2208                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2209                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2210                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2211         }
2212 }
2213
2214 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2215                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2216 {
2217         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2218
2219         if (!bmap || !bset)
2220                 goto error;
2221
2222         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2223                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2224
2225         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2226                 isl_assert(bset->ctx,
2227                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2228
2229         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2230         if (!bmap)
2231                 goto error;
2232         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2233                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2234         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2235         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2236
2237         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2238         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2239 error:
2240         isl_basic_map_free(bmap);
2241         isl_basic_set_free(bset);
2242         return NULL;
2243 }
2244
2245 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2246                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2247 {
2248         struct isl_basic_map *bmap_range;
2249
2250         if (!bmap || !bset)
2251                 goto error;
2252
2253         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2254                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2255
2256         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2257                 isl_assert(bset->ctx,
2258                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2259
2260         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2261                 isl_basic_set_free(bset);
2262                 return bmap;
2263         }
2264
2265         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2266         if (!bmap)
2267                 goto error;
2268         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2269                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2270         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
2271         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2272
2273         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2274         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2275 error:
2276         isl_basic_map_free(bmap);
2277         isl_basic_set_free(bset);
2278         return NULL;
2279 }
2280
2281 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2282 {
2283         int i;
2284         unsigned total;
2285         isl_int s;
2286
2287         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2288         if (total != vec->size)
2289                 return -1;
2290
2291         isl_int_init(s);
2292
2293         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2294                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2295                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2296                         isl_int_clear(s);
2297                         return 0;
2298                 }
2299         }
2300
2301         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2302                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2303                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2304                         isl_int_clear(s);
2305                         return 0;
2306                 }
2307         }
2308
2309         isl_int_clear(s);
2310
2311         return 1;
2312 }
2313
2314 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2315 {
2316         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2317 }
2318
2319 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2320                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2321 {
2322         struct isl_vec *sample = NULL;
2323
2324         if (!bmap1 || !bmap2)
2325                 goto error;
2326
2327         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2328                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2329         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
2330                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2331             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2332                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2333                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2334
2335         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2336                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2337                 isl_assert(bmap1->ctx,
2338                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2339
2340         if (bmap1->sample &&
2341             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2342             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2343                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2344         else if (bmap2->sample &&
2345             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2346             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2347                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2348
2349         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2350         if (!bmap1)
2351                 goto error;
2352         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
2353                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2354         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2355
2356         if (!bmap1)
2357                 isl_vec_free(sample);
2358         else if (sample) {
2359                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2360                 bmap1->sample = sample;
2361         }
2362
2363         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2364         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2365 error:
2366         if (sample)
2367                 isl_vec_free(sample);
2368         isl_basic_map_free(bmap1);
2369         isl_basic_map_free(bmap2);
2370         return NULL;
2371 }
2372
2373 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2374                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2375 {
2376         return (struct isl_basic_set *)
2377                 isl_basic_map_intersect(
2378                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2379                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2380 }
2381
2382 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2383  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2384  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2385  * added to the other map.
2386  */
2387 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2388         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2389 {
2390         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2391         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2392         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2393         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2394
2395         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2396                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2397
2398         isl_assert(map2->ctx,
2399                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2400
2401         map1 = isl_map_cow(map1);
2402         if (!map1)
2403                 goto error;
2404         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2405                 isl_map_free(map2);
2406                 return map1;
2407         }
2408         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2409         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2410                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2411         else
2412                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2413                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2414
2415         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2416         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2417         if (!map1->p[0])
2418                 goto error;
2419
2420         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2421                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2422                 map1->n = 0;
2423         }
2424
2425         isl_map_free(map2);
2426
2427         return map1;
2428 error:
2429         isl_map_free(map1);
2430         isl_map_free(map2);
2431         return NULL;
2432 }
2433
2434 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2435         __isl_take isl_map *map2)
2436 {
2437         unsigned flags = 0;
2438         struct isl_map *result;
2439         int i, j;
2440
2441         if (!map1 || !map2)
2442                 goto error;
2443
2444         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2445             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2446                 isl_map_free(map2);
2447                 return map1;
2448         }
2449         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2450             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2451                 isl_map_free(map1);
2452                 return map2;
2453         }
2454
2455         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2456             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2457             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2458             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2459              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2460                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2461         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2462                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2463             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2464                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2465
2466         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2467                 isl_assert(map1->ctx,
2468                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2469
2470         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2471             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2472                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2473
2474         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2475                                 map1->n * map2->n, flags);
2476         if (!result)
2477                 goto error;
2478         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2479                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2480                         struct isl_basic_map *part;
2481                         part = isl_basic_map_intersect(
2482                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2483                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2484                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2485                                 isl_basic_map_free(part);
2486                         else
2487                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2488                         if (!result)
2489                                 goto error;
2490                 }
2491         isl_map_free(map1);
2492         isl_map_free(map2);
2493         return result;
2494 error:
2495         isl_map_free(map1);
2496         isl_map_free(map2);
2497         return NULL;
2498 }
2499
2500 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2501         __isl_take isl_map *map2)
2502 {
2503         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2504 }
2505
2506 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2507 {
2508         return (struct isl_set *)
2509                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2510                                   (struct isl_map *)set2);
2511 }
2512
2513 /* The current implementation of isl_map_intersect accepts intersections
2514  * with parameter domains, so we can just call that for now.
2515  */
2516 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2517                 __isl_take isl_set *params)
2518 {
2519         return isl_map_intersect(map, params);
2520 }
2521
2522 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2523         __isl_take isl_map *map2)
2524 {
2525         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2526 }
2527
2528 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2529                 __isl_take isl_set *params)
2530 {
2531         return isl_map_intersect_params(set, params);
2532 }
2533
2534 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2535 {
2536         struct isl_dim *dim;
2537         struct isl_basic_set *bset;
2538         unsigned in;
2539
2540         if (!bmap)
2541                 return NULL;
2542         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2543         if (!bmap)
2544                 return NULL;
2545         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2546         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2547         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2548         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2549         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2550 }
2551
2552 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2553                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2554 {
2555         struct isl_dim *res_dim;
2556         struct isl_basic_map *res;
2557         struct isl_dim_map *dim_map;
2558         unsigned total, off;
2559         enum isl_dim_type t;
2560
2561         if (n == 0)
2562                 return bmap;
2563
2564         if (!bmap)
2565                 return NULL;
2566
2567         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2568
2569         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2570         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2571         off = 0;
2572         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2573                 if (t != type) {
2574                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2575                 } else {
2576                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2577                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2578                                                 0, pos, off);
2579                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2580                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2581                 }
2582                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2583         }
2584         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2585
2586         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2587                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2588         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2589                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2590         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2591         return isl_basic_map_finalize(res);
2592 }
2593
2594 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2595                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2596 {
2597         if (!bmap)
2598                 return NULL;
2599         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2600                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2601 }
2602
2603 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2604                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2605 {
2606         if (!bset)
2607                 return NULL;
2608         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2609         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2610 error:
2611         isl_basic_set_free(bset);
2612         return NULL;
2613 }
2614
2615 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
2616                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2617 {
2618         int i;
2619
2620         if (n == 0)
2621                 return map;
2622
2623         map = isl_map_cow(map);
2624         if (!map)
2625                 return NULL;
2626
2627         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2628         if (!map->dim)
2629                 goto error;
2630
2631         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2632                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2633                 if (!map->p[i])
2634                         goto error;
2635         }
2636
2637         return map;
2638 error:
2639         isl_map_free(map);
2640         return NULL;
2641 }
2642
2643 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
2644                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2645 {
2646         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
2647 }
2648
2649 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2650                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2651 {
2652         if (!map)
2653                 return NULL;
2654         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2655 }
2656
2657 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2658                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2659 {
2660         if (!set)
2661                 return NULL;
2662         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2663         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2664 error:
2665         isl_set_free(set);
2666         return NULL;
2667 }
2668
2669 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2670         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2671         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2672         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2673 {
2674         struct isl_dim_map *dim_map;
2675         struct isl_basic_map *res;
2676         enum isl_dim_type t;
2677         unsigned total, off;
2678
2679         if (!bmap)
2680                 return NULL;
2681         if (n == 0)
2682                 return bmap;
2683
2684         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2685                 goto error);
2686
2687         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2688                 return bmap;
2689
2690         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2691
2692         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2693             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2694                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2695                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2696                 if (!bmap)
2697                         return NULL;
2698
2699                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2700                                                 src_type, src_pos, n);
2701                 if (!bmap->dim)
2702                         goto error;
2703
2704                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2705
2706                 return bmap;
2707         }
2708
2709         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2710         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2711
2712         off = 0;
2713         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2714                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2715                 if (t == dst_type) {
2716                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2717                                             0, dst_pos, off);
2718                         off += dst_pos;
2719                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2720                                             src_pos, n, off);
2721                         off += n;
2722                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2723                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2724                         off += size - dst_pos;
2725                 } else if (t == src_type) {
2726                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2727                                             0, src_pos, off);
2728                         off += src_pos;
2729                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2730                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2731                         off += size - src_pos - n;
2732                 } else {
2733                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2734                         off += size;
2735                 }
2736         }
2737         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2738
2739         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2740                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2741         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2742
2743         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2744                                         src_type, src_pos, n);
2745         if (!bmap->dim)
2746                 goto error;
2747
2748         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2749         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2750         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2751
2752         return bmap;
2753 error:
2754         isl_basic_map_free(bmap);
2755         return NULL;
2756 }
2757
2758 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2759         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2760         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2761 {
2762         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2763                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2764 }
2765
2766 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2767         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2768         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2769 {
2770         if (!set)
2771                 return NULL;
2772         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2773         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2774                                         src_type, src_pos, n);
2775 error:
2776         isl_set_free(set);
2777         return NULL;
2778 }
2779
2780 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2781         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2782         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2783 {
2784         int i;
2785
2786         if (!map)
2787                 return NULL;
2788         if (n == 0)
2789                 return map;
2790
2791         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2792                 goto error);
2793
2794         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2795                 return map;
2796
2797         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2798
2799         map = isl_map_cow(map);
2800         if (!map)
2801                 return NULL;
2802
2803         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2804         if (!map->dim)
2805                 goto error;
2806
2807         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2808                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2809                                                 dst_type, dst_pos,
2810                                                 src_type, src_pos, n);
2811                 if (!map->p[i])
2812                         goto error;
2813         }
2814
2815         return map;
2816 error:
2817         isl_map_free(map);
2818         return NULL;
2819 }
2820
2821 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2822  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2823  * That's the responsibility of the caller.
2824  */
2825 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2826         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2827 {
2828         struct isl_dim_map *dim_map;
2829         struct isl_basic_map *res;
2830         enum isl_dim_type t;
2831         unsigned total, off;
2832
2833         if (!bmap)
2834                 return NULL;
2835         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2836                 return bmap;
2837
2838         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2839         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2840
2841         off = 0;
2842         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2843                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2844                 if (t == type) {
2845                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2846                                             0, first, off);
2847                         off += first;
2848                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2849                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2850                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2851                                             first + n, size - (first + n), off);
2852                         off += size - (first + n);
2853                 } else {
2854                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2855                         off += size;
2856                 }
2857         }
2858         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2859
2860         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2861                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2862         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2863         return res;
2864 }
2865
2866 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2867  * into existentially quantified variables.
2868  */
2869 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2870                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2871                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2872 {
2873         int i;
2874         size_t row_size;
2875         isl_int **new_div;
2876         isl_int *old;
2877
2878         if (n == 0)
2879                 return bmap;
2880
2881         if (!bmap)
2882                 return NULL;
2883
2884         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2885                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
2886
2887         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2888                         goto error);
2889
2890         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2891         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2892         if (!bmap)
2893                 return NULL;
2894
2895         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2896         old = bmap->block2.data;
2897         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2898                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2899         if (!bmap->block2.data)
2900                 goto error;
2901         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2902         if (!new_div)
2903                 goto error;
2904         for (i = 0; i < n; ++i) {
2905                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2906                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2907                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2908         }
2909         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2910                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2911         free(bmap->div);
2912         bmap->div = new_div;
2913         bmap->n_div += n;
2914         bmap->extra += n;
2915
2916         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2917         if (!bmap->dim)
2918                 goto error;
2919         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2920         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2921         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2922 error:
2923         isl_basic_map_free(bmap);
2924         return NULL;
2925 }
2926
2927 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2928  * into existentially quantified variables.
2929  */
2930 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2931                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2932 {
2933         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2934                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2935 }
2936
2937 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2938  * into existentially quantified variables.
2939  */
2940 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2941                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2942 {
2943         int i;
2944
2945         if (!map)
2946                 return NULL;
2947
2948         if (n == 0)
2949                 return map;
2950
2951         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2952
2953         map = isl_map_cow(map);
2954         if (!map)
2955                 return NULL;
2956
2957         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2958         if (!map->dim)
2959                 goto error;
2960
2961         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2962                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2963                 if (!map->p[i])
2964                         goto error;
2965         }
2966
2967         return map;
2968 error:
2969         isl_map_free(map);
2970         return NULL;
2971 }
2972
2973 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2974  * into existentially quantified variables.
2975  */
2976 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2977                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2978 {
2979         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2980 }
2981
2982 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2983 {
2984         int i, j;
2985
2986         for (i = 0; i < n; ++i) {
2987                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2988                 if (j < 0)
2989                         goto error;
2990                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2991         }
2992         return bmap;
2993 error:
2994         isl_basic_map_free(bmap);
2995         return NULL;
2996 }
2997
2998 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2999                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3000 {
3001         struct isl_dim *dim_result = NULL;
3002         struct isl_basic_map *bmap;
3003         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3004         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3005
3006         if (!bmap1 || !bmap2)
3007                 goto error;
3008
3009         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
3010                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
3011
3012         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3013         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3014         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3015         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3016
3017         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3018         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3019         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3020         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3021         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3022         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3023         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3024         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3025         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3026         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3027         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3028
3029         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
3030                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3031                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3032                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3033         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3034         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3035         bmap = add_divs(bmap, n);
3036         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3037         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3038         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3039 error:
3040         isl_basic_map_free(bmap1);
3041         isl_basic_map_free(bmap2);
3042         return NULL;
3043 }
3044
3045 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3046                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3047 {
3048         if (!bset || !bmap)
3049                 goto error;
3050
3051         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3052                     goto error);
3053
3054         return (struct isl_basic_set *)
3055                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3056 error:
3057         isl_basic_set_free(bset);
3058         isl_basic_map_free(bmap);
3059         return NULL;
3060 }
3061
3062 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3063                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3064 {
3065         if (!bmap1 || !bmap2)
3066                 goto error;
3067
3068         isl_assert(bmap1->ctx,
3069             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3070         isl_assert(bmap1->ctx,
3071             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3072             goto error);
3073
3074         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3075         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3076         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3077 error:
3078         isl_basic_map_free(bmap1);
3079         isl_basic_map_free(bmap2);
3080         return NULL;
3081 }
3082
3083 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3084  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3085  */
3086 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3087                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3088 {
3089         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3090         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3091         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3092         int i;
3093
3094         if (!bmap1 || !bmap2)
3095                 goto error;
3096
3097         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3098                 goto error);
3099
3100         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3101         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3102         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3103
3104         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3105         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3106         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3107         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3108         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3109         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3110         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3111         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3112         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3113         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3114         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3115
3116         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
3117                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3118                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3119                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3120         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3121                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3122                 if (j < 0)
3123                         goto error;
3124                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3125                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3126                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3127                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3128         }
3129         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3130         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3131         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3132
3133         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3134         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3135 error:
3136         isl_basic_map_free(bmap);
3137         isl_basic_map_free(bmap1);
3138         isl_basic_map_free(bmap2);
3139         return NULL;
3140 }
3141
3142 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3143  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3144  */
3145 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3146 {
3147         struct isl_map *result;
3148         int i, j;
3149
3150         if (!map1 || !map2)
3151                 goto error;
3152
3153         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3154
3155         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
3156                                 map1->n * map2->n, 0);
3157         if (!result)
3158                 goto error;
3159         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3160                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3161                         struct isl_basic_map *part;
3162                         part = isl_basic_map_sum(
3163                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3164                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3165                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3166                                 isl_basic_map_free(part);
3167                         else
3168                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3169                         if (!result)
3170                                 goto error;
3171                 }
3172         isl_map_free(map1);
3173         isl_map_free(map2);
3174         return result;
3175 error:
3176         isl_map_free(map1);
3177         isl_map_free(map2);
3178         return NULL;
3179 }
3180
3181 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3182         __isl_take isl_set *set2)
3183 {
3184         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3185 }
3186
3187 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3188  */
3189 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3190 {
3191         int i, j;
3192         unsigned off, n;
3193
3194         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3195         if (!bmap)
3196                 return NULL;
3197
3198         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3199         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3200         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3201                 for (j = 0; j < n; ++j)
3202                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3203         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3204                 for (j = 0; j < n; ++j)
3205                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3206         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3207                 for (j = 0; j < n; ++j)
3208                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3209         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3210 }
3211
3212 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3213 {
3214         return isl_basic_map_neg(bset);
3215 }
3216
3217 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3218  */
3219 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3220 {
3221         int i;
3222
3223         map = isl_map_cow(map);
3224         if (!map)
3225                 return NULL;
3226
3227         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3228                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3229                 if (!map->p[i])
3230                         goto error;
3231         }
3232
3233         return map;
3234 error:
3235         isl_map_free(map);
3236         return NULL;
3237 }
3238
3239 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3240 {
3241         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3242 }
3243
3244 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3245  * A -> floor(f(A)/d).
3246  */
3247 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3248                 isl_int d)
3249 {
3250         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3251         struct isl_basic_map *result = NULL;
3252         struct isl_dim_map *dim_map;
3253         int i;
3254
3255         if (!bmap)
3256                 return NULL;
3257
3258         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3259         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3260         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3261
3262         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3263         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3264         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3265         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3266         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3267         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3268
3269         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
3270                         bmap->n_div + n_out,
3271                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3272         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3273         result = add_divs(result, n_out);
3274         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3275                 int j;
3276                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3277                 if (j < 0)
3278                         goto error;
3279                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3280                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3281                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3282                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3283                 if (j < 0)
3284                         goto error;
3285                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3286                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3287                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3288                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3289         }
3290
3291         result = isl_basic_map_simplify(result);
3292         return isl_basic_map_finalize(result);
3293 error:
3294         isl_basic_map_free(result);
3295         return NULL;
3296 }
3297
3298 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3299  * A -> floor(f(A)/d).
3300  */
3301 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3302 {
3303         int i;
3304
3305         map = isl_map_cow(map);
3306         if (!map)
3307                 return NULL;
3308
3309         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3310         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3311         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3312                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3313                 if (!map->p[i])
3314                         goto error;
3315         }
3316
3317         return map;
3318 error:
3319         isl_map_free(map);
3320         return NULL;
3321 }
3322
3323 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3324 {
3325         int i;
3326         unsigned nparam;
3327         unsigned n_in;
3328
3329         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3330         if (i < 0)
3331                 goto error;
3332         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3333         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3334         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3335         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3336         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3337         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3338 error:
3339         isl_basic_map_free(bmap);
3340         return NULL;
3341 }
3342
3343 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3344  */
3345 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3346 {
3347         int i;
3348         unsigned nparam;
3349         unsigned n_in;
3350
3351         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3352         if (i < 0)
3353                 goto error;
3354         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3355         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3356         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3357         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3358         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3359         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3360         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3361 error:
3362         isl_basic_map_free(bmap);
3363         return NULL;
3364 }
3365
3366 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3367  */
3368 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3369         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3370 {
3371         int i;
3372         unsigned nparam;
3373         unsigned n_in;
3374
3375         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3376         if (i < 0)
3377                 goto error;
3378         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3379         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3380         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3381         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3382         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3383         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3384 error:
3385         isl_basic_map_free(bmap);
3386         return NULL;
3387 }
3388
3389 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3390  */
3391 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3392 {
3393         int i;
3394         unsigned nparam;
3395         unsigned n_in;
3396
3397         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3398         if (i < 0)
3399                 goto error;
3400         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3401         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3402         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3403         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3404         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3405         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3406         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3407 error:
3408         isl_basic_map_free(bmap);
3409         return NULL;
3410 }
3411
3412 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3413  */
3414 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3415         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3416 {
3417         int i;
3418         unsigned nparam;
3419         unsigned n_in;
3420
3421         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3422         if (i < 0)
3423                 goto error;
3424         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3425         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3426         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3427         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3428         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3429         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3430 error:
3431         isl_basic_map_free(bmap);
3432         return NULL;
3433 }
3434
3435 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
3436 {
3437         int i;
3438         struct isl_basic_map *bmap;
3439         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
3440         if (!bmap)
3441                 return NULL;
3442         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3443                 bmap = var_equal(bmap, i);
3444         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3445 }
3446
3447 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3448  */
3449 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3450 {
3451         int i;
3452         struct isl_basic_map *bmap;
3453         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3454         if (!bmap)
3455                 return NULL;
3456         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3457                 bmap = var_equal(bmap, i);
3458         if (bmap)
3459                 bmap = var_less(bmap, pos);
3460         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3461 }
3462
3463 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3464  */
3465 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3466         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3467 {
3468         int i;
3469         isl_basic_map *bmap;
3470
3471         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3472         for (i = 0; i < pos; ++i)
3473                 bmap = var_equal(bmap, i);
3474         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3475         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3476 }
3477
3478 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3479  */
3480 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3481 {
3482         int i;
3483         struct isl_basic_map *bmap;
3484         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3485         if (!bmap)
3486                 return NULL;
3487         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3488                 bmap = var_equal(bmap, i);
3489         if (bmap)
3490                 bmap = var_more(bmap, pos);
3491         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3492 }
3493
3494 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3495  */
3496 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3497         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3498 {
3499         int i;
3500         isl_basic_map *bmap;
3501
3502         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3503         for (i = 0; i < pos; ++i)
3504                 bmap = var_equal(bmap, i);
3505         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3506         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3507 }
3508
3509 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3510         unsigned n, int equal)
3511 {
3512         struct isl_map *map;
3513         int i;
3514
3515         if (n == 0 && equal)
3516                 return isl_map_universe(dims);
3517
3518         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3519
3520         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3521                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3522                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3523         if (n > 0) {
3524                 if (equal)
3525                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3526                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3527                 else
3528                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3529                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3530         } else
3531                 isl_dim_free(dims);
3532
3533         return map;
3534 }
3535
3536 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3537 {
3538         if (!dims)
3539                 return NULL;
3540         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3541 }
3542
3543 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3544 {
3545         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3546 }
3547
3548 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3549 {
3550         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3551 }
3552
3553 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3554 {
3555         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3556 }
3557
3558 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3559 {
3560         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3561 }
3562
3563 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3564         unsigned n, int equal)
3565 {
3566         struct isl_map *map;
3567         int i;
3568
3569         if (n == 0 && equal)
3570                 return isl_map_universe(dims);
3571
3572         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3573
3574         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3575                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3576                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3577         if (n > 0) {
3578                 if (equal)
3579                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3580                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3581                 else
3582                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3583                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3584         } else
3585                 isl_dim_free(dims);
3586
3587         return map;
3588 }
3589
3590 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3591 {
3592         if (!dims)
3593                 return NULL;
3594         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3595 }
3596
3597 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3598 {
3599         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3600 }
3601
3602 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3603 {
3604         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3605 }
3606
3607 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3608 {
3609         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3610 }
3611
3612 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3613 {
3614         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3615 }
3616
3617 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3618         __isl_take isl_set *set2)
3619 {
3620         isl_map *map;
3621         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_dim(set1));
3622         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3623         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3624         return map;
3625 }
3626
3627 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3628         __isl_take isl_set *set2)
3629 {
3630         isl_map *map;
3631         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_dim(set1));
3632         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3633         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3634         return map;
3635 }
3636
3637 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3638         __isl_take isl_set *set2)
3639 {
3640         isl_map *map;
3641         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_dim(set1));
3642         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3643         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3644         return map;
3645 }
3646
3647 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3648         __isl_take isl_set *set2)
3649 {
3650         isl_map *map;
3651         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_dim(set1));
3652         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3653         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3654         return map;
3655 }
3656
3657 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3658         __isl_take isl_map *map2)
3659 {
3660         isl_map *map;
3661         map = isl_map_lex_le(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3662         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3663         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3664         return map;
3665 }
3666
3667 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3668         __isl_take isl_map *map2)
3669 {
3670         isl_map *map;
3671         map = isl_map_lex_lt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3672         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3673         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3674         return map;
3675 }
3676
3677 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3678         __isl_take isl_map *map2)
3679 {
3680         isl_map *map;
3681         map = isl_map_lex_ge(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3682         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3683         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3684         return map;
3685 }
3686
3687 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3688         __isl_take isl_map *map2)
3689 {
3690         isl_map *map;
3691         map = isl_map_lex_gt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3692         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3693         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3694         return map;
3695 }
3696
3697 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3698                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3699 {
3700         struct isl_basic_map *bmap;
3701
3702         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3703         if (!bset || !dim)
3704                 goto error;
3705
3706         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3707         isl_dim_free(bset->dim);
3708         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3709         bmap->dim = dim;
3710         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3711 error:
3712         isl_basic_set_free(bset);
3713         isl_dim_free(dim);
3714         return NULL;
3715 }
3716
3717 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3718 {
3719         if (!bmap)
3720                 goto error;
3721         if (bmap->dim->n_in == 0)
3722                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3723         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3724         if (!bmap)
3725                 goto error;
3726         bmap->dim = isl_dim_as_set_dim(bmap->dim);
3727         if (!bmap->dim)
3728                 goto error;
3729         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3730         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3731 error:
3732         isl_basic_map_free(bmap);
3733         return NULL;
3734 }
3735
3736 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3737  *
3738  *              f - m d >= 0
3739  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3740  *
3741  * Note that the second constraint is the negation of
3742  *
3743  *              f - m d >= n
3744  */
3745 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3746         unsigned pos, isl_int *div)
3747 {
3748         int i, j;
3749         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3750
3751         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3752         if (i < 0)
3753                 return -1;
3754         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3755         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3756
3757         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3758         if (j < 0)
3759                 return -1;
3760         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3761         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3762         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3763         return j;
3764 }
3765
3766 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3767         unsigned pos, isl_int *div)
3768 {
3769         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3770                                                         pos, div);
3771 }
3772
3773 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3774 {
3775         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3776         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3777
3778         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3779                                                         bmap->div[div]);
3780 }
3781
3782 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3783                 struct isl_basic_map *bmap)
3784 {
3785         if (!bmap)
3786                 goto error;
3787         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3788             bmap->n_div == 0 &&
3789             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3790             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3791                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3792         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3793         if (!bmap)
3794                 goto error;
3795         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3796         if (!bmap->dim)
3797                 goto error;
3798         bmap->extra -= bmap->n_div;
3799         bmap->n_div = 0;
3800         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3801         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3802 error:
3803         return NULL;
3804 }
3805
3806 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3807                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3808 {
3809         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3810 }
3811
3812 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3813         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3814 {
3815         struct isl_basic_map *bmap;
3816         struct isl_ctx *ctx;
3817         unsigned total;
3818         int i;
3819
3820         if (!bset || !like)
3821                 goto error;
3822         ctx = bset->ctx;
3823         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3824         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3825         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3826                         goto error);
3827         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3828                 isl_basic_map_free(like);
3829                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3830         }
3831         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3832         if (!bset)
3833                 goto error;
3834         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3835         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3836         isl_dim_free(bmap->dim);
3837         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3838         if (!bmap->dim)
3839                 goto error;
3840         bmap->n_div = like->n_div;
3841         bmap->extra += like->n_div;
3842         if (bmap->extra) {
3843                 unsigned ltotal;
3844                 isl_int **div;
3845                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3846                 if (ltotal > total)
3847                         ltotal = total;
3848                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3849                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3850                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3851                         goto error;
3852                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3853                 if (!div)
3854                         goto error;
3855                 bmap->div = div;
3856                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3857                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3858                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3859                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3860                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3861                 }
3862                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3863                                                         0, 2 * like->n_div);
3864                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3865                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3866                                 continue;
3867                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3868                                 goto error;
3869                 }
3870         }
3871         isl_basic_map_free(like);
3872         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3873         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3874         return bmap;
3875 error:
3876         isl_basic_map_free(like);
3877         isl_basic_set_free(bset);
3878         return NULL;
3879 }
3880
3881 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3882         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3883 {
3884         return (struct isl_basic_set *)
3885                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3886 }
3887
3888 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3889         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3890 {
3891         int i;
3892
3893         if (!set || !like)
3894                 goto error;
3895         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3896                     goto error);
3897         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3898                 isl_basic_set_free(like);
3899                 return set;
3900         }
3901         set = isl_set_cow(set);
3902         if (!set)
3903                 goto error;
3904         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3905                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3906                                                       isl_basic_set_copy(like));
3907                 if (!set->p[i])
3908                         goto error;
3909         }
3910         isl_dim_free(set->dim);
3911         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3912         if (!set->dim)
3913                 goto error;
3914         isl_basic_set_free(like);
3915         return set;
3916 error:
3917         isl_basic_set_free(like);
3918         isl_set_free(set);
3919         return NULL;
3920 }
3921
3922 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3923 {
3924         int i;
3925
3926         map = isl_map_cow(map);
3927         if (!map)
3928                 return NULL;
3929         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3930         if (!map->dim)
3931                 goto error;
3932
3933         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3934                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3935                                 goto error);
3936         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3937                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3938                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3939                 if (!map->p[i])
3940                         goto error;
3941         }
3942         if (map->n == 0)
3943                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3944         else {
3945                 isl_dim_free(map->dim);
3946                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3947         }
3948         if (!map->dim)
3949                 goto error;
3950         return (struct isl_set *)map;
3951 error:
3952         isl_map_free(map);
3953         return NULL;
3954 }
3955
3956 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3957 {
3958         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3959 }
3960
3961 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3962         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3963 {
3964         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3965         if (!bmap || !dim)
3966                 goto error;
3967
3968         isl_dim_free(bmap->dim);
3969         bmap->dim = dim;
3970
3971         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3972
3973         return bmap;
3974 error:
3975         isl_basic_map_free(bmap);
3976         isl_dim_free(dim);
3977         return NULL;
3978 }
3979
3980 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3981         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3982 {
3983         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3984                                                         dim);
3985 }
3986
3987 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3988         __isl_take isl_dim *dim)
3989 {
3990         int i;
3991
3992         map = isl_map_cow(map);
3993         if (!map || !dim)
3994                 goto error;
3995
3996         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3997                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3998                                                     isl_dim_copy(dim));
3999                 if (!map->p[i])
4000                         goto error;
4001         }
4002         isl_dim_free(map->dim);
4003         map->dim = dim;
4004
4005         return map;
4006 error:
4007         isl_map_free(map);
4008         isl_dim_free(dim);
4009         return NULL;
4010 }
4011
4012 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
4013         __isl_take isl_dim *dim)
4014 {
4015         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
4016 }
4017
4018 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4019 {
4020         isl_dim *dim;
4021         struct isl_basic_set *domain;
4022         unsigned n_in;
4023         unsigned n_out;
4024
4025         if (!bmap)
4026                 return NULL;
4027         dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
4028
4029         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4030         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4031         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4032         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4033
4034         domain = isl_basic_set_reset_dim(domain, dim);
4035
4036         return domain;
4037 }
4038
4039 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4040 {
4041         if (!bmap)
4042                 return -1;
4043         return isl_dim_may_be_set(bmap->dim);
4044 }
4045
4046 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4047 {
4048         if (!bmap)
4049                 return NULL;
4050         if (isl_basic_map_may_be_set(bmap))
4051                 return bmap;
4052         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4053 }
4054
4055 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4056         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4057 {
4058         int i, k;
4059         isl_dim *dim;
4060         isl_basic_map *domain;
4061         int nparam, n_in, n_out;
4062         unsigned total;
4063
4064         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4065         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4066         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4067
4068         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
4069         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4070
4071         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4072         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4073         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4074
4075         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4076
4077         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4078                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4079                 if (k < 0)
4080                         goto error;
4081                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4082                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4083                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4084         }
4085
4086         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4087         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4088 error:
4089         isl_basic_map_free(bmap);
4090         return NULL;
4091 }
4092
4093 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4094         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4095 {
4096         int i, k;
4097         isl_dim *dim;
4098         isl_basic_map *range;
4099         int nparam, n_in, n_out;
4100         unsigned total;
4101
4102         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4103         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4104         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4105
4106         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_range(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
4107         range = isl_basic_map_universe(dim);
4108
4109         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4110         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4111         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4112
4113         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4114
4115         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4116                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4117                 if (k < 0)
4118                         goto error;
4119                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4120                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4121                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4122         }
4123
4124         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4125         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4126 error:
4127         isl_basic_map_free(bmap);
4128         return NULL;
4129 }
4130
4131 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4132 {
4133         if (!map)
4134                 return -1;
4135         return isl_dim_may_be_set(map->dim);
4136 }
4137
4138 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4139 {
4140         int i;
4141         struct isl_set *set;
4142
4143         if (!map)
4144                 goto error;
4145         if (isl_map_may_be_set(map))
4146                 return (isl_set *)map;
4147
4148         map = isl_map_cow(map);
4149         if (!map)
4150                 goto error;
4151
4152         set = (struct isl_set *) map;
4153         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
4154         if (!set->dim)
4155                 goto error;
4156         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4157                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4158                 if (!set->p[i])
4159                         goto error;
4160         }
4161         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4162         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4163         return set;
4164 error:
4165         isl_map_free(map);
4166         return NULL;
4167 }
4168
4169 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4170 {
4171         int i;
4172         isl_dim *domain_dim;
4173
4174         map = isl_map_cow(map);
4175         if (!map)
4176                 return NULL;
4177
4178         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
4179         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4180         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
4181         if (!map->dim)
4182                 goto error;
4183         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4184                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4185                 if (!map->p[i])
4186                         goto error;
4187         }
4188         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4189         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4190         return map;
4191 error:
4192         isl_map_free(map);
4193         return NULL;
4194 }
4195
4196 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4197 {
4198         int i;
4199         isl_dim *range_dim;
4200
4201         map = isl_map_cow(map);
4202         if (!map)
4203                 return NULL;
4204
4205         range_dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(map));
4206         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4207         map->dim = isl_dim_join(map->dim, range_dim);
4208         if (!map->dim)
4209                 goto error;
4210         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4211                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4212                 if (!map->p[i])
4213                         goto error;
4214         }
4215         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4216         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4217         return map;
4218 error:
4219         isl_map_free(map);
4220         return NULL;
4221 }
4222
4223 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
4224 {
4225         int i;
4226         struct isl_map *map = NULL;
4227
4228         set = isl_set_cow(set);
4229         if (!set || !dim)
4230                 goto error;
4231         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
4232         map = (struct isl_map *)set;
4233         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4234                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4235                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
4236                 if (!map->p[i])
4237                         goto error;
4238         }
4239         isl_dim_free(map->dim);
4240         map->dim = dim;
4241         return map;
4242 error:
4243         isl_dim_free(dim);
4244         isl_set_free(set);
4245         return NULL;
4246 }
4247
4248 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4249         __isl_take isl_basic_set *bset)
4250 {
4251         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4252 }
4253
4254 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4255         __isl_take isl_basic_set *bset)
4256 {
4257         return (isl_basic_map *)bset;
4258 }
4259
4260 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4261 {
4262         return (struct isl_map *)set;
4263 }
4264
4265 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4266 {
4267         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4268 }
4269
4270 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4271         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4272 {
4273         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_from_domain(domain),
4274                                          isl_basic_map_from_range(range));
4275 }
4276
4277 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4278         __isl_take isl_set *range)
4279 {
4280         return isl_map_apply_range(isl_map_from_domain(domain),
4281                                    isl_map_from_range(range));
4282 }
4283
4284 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4285 {
4286         int i;
4287         struct isl_set *set = NULL;
4288
4289         if (!map)
4290                 return NULL;
4291         map = isl_map_cow(map);
4292         if (!map)
4293                 return NULL;
4294         map->dim = isl_dim_as_set_dim(map->dim);
4295         if (!map->dim)
4296                 goto error;
4297         set = (struct isl_set *)map;
4298         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4299                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4300                 if (!set->p[i])
4301                         goto error;
4302         }
4303         return set;
4304 error:
4305         isl_map_free(map);
4306         return NULL;
4307 }
4308
4309 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
4310 {
4311         struct isl_map *map;
4312
4313         if (!dim)
4314                 return NULL;
4315         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4316         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4317                         sizeof(struct isl_map) +
4318                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4319         if (!map)
4320                 goto error;
4321
4322         map->ctx = dim->ctx;
4323         isl_ctx_ref(map->ctx);
4324         map->ref = 1;
4325         map->size = n;
4326         map->n = 0;
4327         map->dim = dim;
4328         map->flags = flags;
4329         return map;
4330 error:
4331         isl_dim_free(dim);
4332         return NULL;
4333 }
4334
4335 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4336                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4337                 unsigned flags)
4338 {
4339         struct isl_map *map;
4340         struct isl_dim *dims;
4341
4342         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
4343         if (!dims)
4344                 return NULL;
4345
4346         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
4347         return map;
4348 }
4349
4350 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
4351 {
4352         struct isl_basic_map *bmap;
4353         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4354         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4355         return bmap;
4356 }
4357
4358 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
4359 {
4360         struct isl_basic_set *bset;
4361         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4362         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4363         return bset;
4364 }
4365
4366 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4367 {
4368         struct isl_basic_map *bmap;
4369         if (!model)
4370                 return NULL;
4371         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4372         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4373         return bmap;
4374 }
4375
4376 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4377 {
4378         struct isl_basic_map *bmap;
4379         if (!model)
4380                 return NULL;
4381         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4382         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4383         return bmap;
4384 }
4385
4386 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4387 {
4388         struct isl_basic_set *bset;
4389         if (!model)
4390                 return NULL;
4391         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4392         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4393         return bset;
4394 }
4395
4396 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
4397 {
4398         struct isl_basic_map *bmap;
4399         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4400         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4401         return bmap;
4402 }
4403
4404 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
4405 {
4406         struct isl_basic_set *bset;
4407         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4408         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4409         return bset;
4410 }
4411
4412 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4413 {
4414         int i;
4415         unsigned total = isl_dim_total(dim);
4416         isl_basic_map *bmap;
4417
4418         bmap= isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, total);
4419         for (i = 0; i < total; ++i) {
4420                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4421                 if (k < 0)
4422                         goto error;
4423                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4424                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4425         }
4426         return bmap;
4427 error:
4428         isl_basic_map_free(bmap);
4429         return NULL;
4430 }
4431
4432 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4433 {
4434         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4435 }
4436
4437 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4438 {
4439         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4440 }
4441
4442 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4443 {
4444         return isl_map_nat_universe(dim);
4445 }
4446
4447 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4448                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4449 {
4450         if (!model)
4451                 return NULL;
4452         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4453 }
4454
4455 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4456 {
4457         if (!model)
4458                 return NULL;
4459         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4460 }
4461
4462 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4463         __isl_keep isl_set *model)
4464 {
4465         if (!model)
4466                 return NULL;
4467         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4468 }
4469
4470 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
4471 {
4472         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4473 }
4474
4475 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4476 {
4477         if (!model)
4478                 return NULL;
4479         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4480 }
4481
4482 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4483 {
4484         if (!model)
4485                 return NULL;
4486         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4487 }
4488
4489 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
4490 {
4491         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4492 }
4493
4494 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4495 {
4496         if (!model)
4497                 return NULL;
4498         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
4499 }
4500
4501 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
4502 {
4503         struct isl_map *map;
4504         if (!dim)
4505                 return NULL;
4506         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4507         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4508         return map;
4509 }
4510
4511 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
4512 {
4513         struct isl_set *set;
4514         if (!dim)
4515                 return NULL;
4516         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4517         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4518         return set;
4519 }
4520
4521 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4522 {
4523         if (!model)
4524                 return NULL;
4525         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
4526 }
4527
4528 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4529 {
4530         int i;
4531         struct isl_map *dup;
4532
4533         if (!map)
4534                 return NULL;
4535         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4536         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4537                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4538         return dup;
4539 }
4540
4541 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4542                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4543 {
4544         if (!bmap || !map)
4545                 goto error;
4546         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4547                 isl_basic_map_free(bmap);
4548                 return map;
4549         }
4550         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4551         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4552         map->p[map->n] = bmap;
4553         map->n++;
4554         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4555         return map;
4556 error:
4557         if (map)
4558                 isl_map_free(map);
4559         if (bmap)
4560                 isl_basic_map_free(bmap);
4561         return NULL;
4562 }
4563
4564 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4565 {
4566         int i;
4567
4568         if (!map)
4569                 return;
4570
4571         if (--map->ref > 0)
4572                 return;
4573
4574         isl_ctx_deref(map->ctx);
4575         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4576                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4577         isl_dim_free(map->dim);
4578         free(map);
4579 }
4580
4581 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4582                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4583 {
4584         int i;
4585
4586         base = isl_map_cow(base);
4587         if (!base)
4588                 return NULL;
4589
4590         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4591         if (!base->dim)
4592                 goto error;
4593         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4594                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
4595                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4596                 if (!base->p[i])
4597                         goto error;
4598         }
4599         return base;
4600 error:
4601         isl_map_free(base);
4602         return NULL;
4603 }
4604
4605 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4606                 unsigned nparam, unsigned dim)
4607 {
4608         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4609                                                         nparam, 0, dim);
4610 }
4611
4612 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4613         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4614 {
4615         int j;
4616
4617         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4618         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4619         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4620         if (j < 0)
4621                 goto error;
4622         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4623         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4624         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4625         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4626         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4627 error:
4628         isl_basic_map_free(bmap);
4629         return NULL;
4630 }
4631
4632 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4633         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4634 {
4635         int j;
4636
4637         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4638         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4639         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4640         if (j < 0)
4641                 goto error;
4642         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4643         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4644         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4645         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4646         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4647 error:
4648         isl_basic_map_free(bmap);
4649         return NULL;
4650 }
4651
4652 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4653                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4654 {
4655         if (!bmap)
4656                 return NULL;
4657         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4658         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4659                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4660 error:
4661         isl_basic_map_free(bmap);
4662         return NULL;
4663 }
4664
4665 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4666                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4667 {
4668         if (!bmap)
4669                 return NULL;
4670         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4671         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4672                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4673 error:
4674         isl_basic_map_free(bmap);
4675         return NULL;
4676 }
4677
4678 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4679                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4680 {
4681         return (struct isl_basic_set *)
4682                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4683                                         type, pos, value);
4684 }
4685
4686 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4687                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4688 {
4689         return (struct isl_basic_set *)
4690                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4691                                         type, pos, value);
4692 }
4693
4694 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4695                 unsigned input, int value)
4696 {
4697         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4698 }
4699
4700 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4701                 unsigned dim, int value)
4702 {
4703         return (struct isl_basic_set *)
4704                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4705                                         isl_dim_set, dim, value);
4706 }
4707
4708 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4709                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4710 {
4711         int i;
4712
4713         map = isl_map_cow(map);
4714         if (!map)
4715                 return NULL;
4716
4717         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4718         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4719                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4720                 if (!map->p[i])
4721                         goto error;
4722         }
4723         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4724         return map;
4725 error:
4726         isl_map_free(map);
4727         return NULL;
4728 }
4729
4730 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4731                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4732 {
4733         return (struct isl_set *)
4734                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4735 }
4736
4737 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4738                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4739 {
4740         int i;
4741
4742         map = isl_map_cow(map);
4743         if (!map)
4744                 return NULL;
4745
4746         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4747         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4748                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4749                 if (!map->p[i])
4750                         goto error;
4751         }
4752         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4753         return map;
4754 error:
4755         isl_map_free(map);
4756         return NULL;
4757 }
4758
4759 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4760                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4761 {
4762         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4763 }
4764
4765 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4766                 unsigned input, int value)
4767 {
4768         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4769 }
4770
4771 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4772 {
4773         return (struct isl_set *)
4774                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4775 }
4776
4777 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4778                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4779                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4780 {
4781         int j;
4782
4783         if (!bmap)
4784                 return NULL;
4785         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4786         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4787         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4788         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4789         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4790         if (j < 0)
4791                 goto error;
4792         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4793         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4794         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4795         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4796         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4797 error:
4798         isl_basic_map_free(bmap);
4799         return NULL;
4800 }
4801
4802 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4803         unsigned dim, isl_int value)
4804 {
4805         int j;
4806
4807         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4808         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4809         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4810         if (j < 0)
4811                 goto error;
4812         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4813         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4814         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4815         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4816         return isl_basic_set_finalize(bset);
4817 error:
4818         isl_basic_set_free(bset);
4819         return NULL;
4820 }
4821
4822 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4823                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4824 {
4825         int i;
4826
4827         map = isl_map_cow(map);
4828         if (!map)
4829                 return NULL;
4830
4831         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4832         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4833                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4834                                                          type, pos, value);
4835                 if (!map->p[i])
4836                         goto error;
4837         }
4838         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4839         return map;
4840 error:
4841         isl_map_free(map);
4842         return NULL;
4843 }
4844
4845 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4846                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4847 {
4848         return (struct isl_set *)
4849                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4850 }
4851
4852 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4853                                         isl_int value)
4854 {
4855         int i;
4856
4857         set = isl_set_cow(set);
4858         if (!set)
4859                 return NULL;
4860
4861         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4862         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4863                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4864                 if (!set->p[i])
4865                         goto error;
4866         }
4867         return set;
4868 error:
4869         isl_set_free(set);
4870         return NULL;
4871 }
4872
4873 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4874 {
4875         int i;
4876
4877         map = isl_map_cow(map);
4878         if (!map)
4879                 return NULL;
4880
4881         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4882         if (!map->dim)
4883                 goto error;
4884         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4885                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4886                 if (!map->p[i])
4887                         goto error;
4888         }
4889         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4890         return map;
4891 error:
4892         isl_map_free(map);
4893         return NULL;
4894 }
4895
4896 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4897                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4898                 struct isl_set **empty, int max)
4899 {
4900         if (!bmap)
4901                 goto error;
4902         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4903                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4904         else
4905                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4906 error:
4907         isl_basic_map_free(bmap);
4908         isl_basic_set_free(dom);
4909         if (empty)
4910                 *empty = NULL;
4911         return NULL;
4912 }
4913
4914 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4915                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4916                 struct isl_set **empty)
4917 {
4918         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4919 }
4920
4921 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4922                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4923                 struct isl_set **empty)
4924 {
4925         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4926 }
4927
4928 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4929                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4930                 struct isl_set **empty)
4931 {
4932         return (struct isl_set *)
4933                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4934                         dom, empty);
4935 }
4936
4937 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4938                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4939                 struct isl_set **empty)
4940 {
4941         return (struct isl_set *)
4942                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4943                         dom, empty);
4944 }
4945
4946 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
4947  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4948  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4949  *
4950  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4951  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4952  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4953  * domain down into the parametric integer programming.
4954  */
4955 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4956                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4957                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4958 {
4959         int i;
4960         struct isl_map *res;
4961
4962         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4963         if (!dom)
4964                 goto error;
4965
4966         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
4967                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4968                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4969                 isl_set_free(dom);
4970                 isl_basic_map_free(bmap);
4971                 return res;
4972         }
4973
4974         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4975                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4976
4977         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4978                 struct isl_map *res_i;
4979                 struct isl_set *empty_i;
4980
4981                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4982                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4983
4984                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4985                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4986         }
4987
4988         isl_set_free(dom);
4989         isl_basic_map_free(bmap);
4990         return res;
4991 error:
4992         *empty = NULL;
4993         isl_set_free(dom);
4994         isl_basic_map_free(bmap);
4995         return NULL;
4996 }
4997
4998 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
4999  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5000  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5001  *
5002  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5003  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5004  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5005  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5006  * improve both "res" and "todo".
5007  *
5008  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5009  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5010  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5011  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5012  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5013  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5014  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5015  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5016  * for the ith basic map, i.e.,
5017  *
5018  *      todo^i = todo^k * todo_i
5019  *
5020  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5021  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5022  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5023  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5024  * the lexicographic order.)
5025  * In practice, we compute
5026  *
5027  *      res^k * (res_i . "<=")
5028  *
5029  * and
5030  *
5031  *      res_i * (res^k . "<")
5032  *
5033  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5034  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5035  * that one, i.e.,
5036  *
5037  *      res^k * todo_i
5038  * and
5039  *      res_i * todo^k
5040  *
5041  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5042  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5043  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5044  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5045  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5046  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5047  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5048  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5049  * the previous basic maps.
5050  */
5051 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
5052                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5053                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5054 {
5055         int i;
5056         struct isl_map *res;
5057         struct isl_set *todo;
5058
5059         if (!map || !dom)
5060                 goto error;
5061
5062         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5063                 if (empty)
5064                         *empty = dom;
5065                 else
5066                         isl_set_free(dom);
5067                 return map;
5068         }
5069
5070         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5071                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5072
5073         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5074                 isl_map *lt, *le;
5075                 isl_map *res_i;
5076                 isl_set *todo_i;
5077                 isl_dim *dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(res));
5078
5079                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5080                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5081
5082                 if (max) {
5083                         lt = isl_map_lex_lt(isl_dim_copy(dim));
5084                         le = isl_map_lex_le(dim);
5085                 } else {
5086                         lt = isl_map_lex_gt(isl_dim_copy(dim));
5087                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5088                 }
5089                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5090                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5091                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5092                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5093
5094                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5095                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5096                                                         isl_set_copy(todo_i));
5097                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5098                                                         isl_set_copy(todo));
5099                 }
5100
5101                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5102                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5103                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5104
5105                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5106         }
5107
5108         isl_set_free(dom);
5109         isl_map_free(map);
5110
5111         if (empty)
5112                 *empty = todo;
5113         else
5114                 isl_set_free(todo);
5115
5116         return res;
5117 error:
5118         if (empty)
5119                 *empty = NULL;
5120         isl_set_free(dom);
5121         isl_map_free(map);
5122         return NULL;
5123 }
5124
5125 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5126                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5127                 __isl_give isl_set **empty)
5128 {
5129         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5130 }
5131
5132 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5133                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5134                 __isl_give isl_set **empty)
5135 {
5136         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5137 }
5138
5139 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5140                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5141                 __isl_give isl_set **empty)
5142 {
5143         return (struct isl_set *)
5144                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5145                         dom, empty);
5146 }
5147
5148 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5149                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5150                 __isl_give isl_set **empty)
5151 {
5152         return (struct isl_set *)
5153                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5154                         dom, empty);
5155 }
5156
5157 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5158 {
5159         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5160         struct isl_dim *dom_dim;
5161
5162         if (!bmap)
5163                 goto error;
5164         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
5165         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5166         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5167 error:
5168         isl_basic_map_free(bmap);
5169         return NULL;
5170 }
5171
5172 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5173 {
5174         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5175 }
5176
5177 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5178 {
5179         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5180 }
5181
5182 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5183 {
5184         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5185 }
5186
5187 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5188 {
5189         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5190 }
5191
5192 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5193 {
5194         struct isl_set *dom = NULL;
5195         struct isl_dim *dom_dim;
5196
5197         if (!map)
5198                 goto error;
5199         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
5200         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5201         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5202 error:
5203         isl_map_free(map);
5204         return NULL;
5205 }
5206
5207 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5208 {
5209         return isl_map_lexopt(map, 0);
5210 }
5211
5212 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5213 {
5214         return isl_map_lexopt(map, 1);
5215 }
5216
5217 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5218 {
5219         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5220 }
5221
5222 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5223 {
5224         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5225 }
5226
5227 /* Construct a map that equates the two given dimensions in the given space.
5228  */
5229 static __isl_give isl_map *equate(__isl_take isl_dim *dim,
5230         enum isl_dim_type src_type, int src_pos,
5231         enum isl_dim_type dst_type, int dst_pos)
5232 {
5233         isl_basic_map *bmap;
5234         int k;
5235
5236         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
5237         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5238         if (k < 0)
5239                 goto error;
5240         isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5241         src_pos += isl_basic_map_offset(bmap, src_type);
5242         dst_pos += isl_basic_map_offset(bmap, dst_type);
5243         isl_int_set_si(bmap->eq[k][src_pos], 1);
5244         isl_int_set_si(bmap->eq[k][dst_pos], -1);
5245
5246         return isl_map_from_basic_map(bmap);
5247 error:
5248         isl_basic_map_free(bmap);
5249         return NULL;
5250 }
5251
5252 /* Extract the first and only affine expression from list
5253  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5254  * This domain is known to be disjoint from other domains
5255  * because of the way isl_basic_set_foreach_lexmax works.
5256  */
5257 static int update_dim_max(__isl_take isl_basic_set *dom,
5258         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5259 {
5260         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5261         isl_aff *aff;
5262         isl_pw_aff **pwaff = user;
5263         isl_pw_aff *pwaff_i;
5264
5265         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5266                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5267                         "expecting single element list", goto error);
5268
5269         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5270         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5271
5272         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5273
5274         isl_aff_list_free(list);
5275
5276         return 0;
5277 error:
5278         isl_basic_set_free(dom);
5279         isl_aff_list_free(list);
5280         return -1;
5281 }
5282
5283 /* Given a one-dimensional basic set, compute the maximum of that
5284  * dimension as an isl_pw_aff.
5285  *
5286  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_set_foreach_lexmax
5287  * call update_dim_max on each leaf of the result.
5288  */
5289 static __isl_give isl_pw_aff *basic_set_dim_max(__isl_keep isl_basic_set *bset)
5290 {
5291         isl_dim *dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
5292         isl_pw_aff *pwaff;
5293         int r;
5294
5295         dim = isl_dim_domain(isl_dim_from_range(dim));
5296         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5297
5298         r = isl_basic_set_foreach_lexmax(bset, &update_dim_max, &pwaff);
5299         if (r < 0)
5300                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5301
5302         return pwaff;
5303 }
5304
5305 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
5306  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5307  *
5308  * We first project the set onto the given dimension and then compute
5309  * the "lexicographic" maximum in each basic set, combining the results
5310  * using isl_pw_aff_union_max.
5311  */
5312 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
5313 {
5314         int i;
5315         isl_map *map;
5316         isl_pw_aff *pwaff;
5317
5318         map = isl_map_from_domain(set);
5319         map = isl_map_add_dims(map, isl_dim_out, 1);
5320         map = isl_map_intersect(map,
5321                 equate(isl_map_get_dim(map), isl_dim_in, pos,
5322                                              isl_dim_out, 0));
5323         set = isl_map_range(map);
5324         if (!set)
5325                 return NULL;
5326
5327         if (set->n == 0) {
5328                 isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5329                 dim = isl_dim_domain(isl_dim_from_range(dim));
5330                 isl_set_free(set);
5331                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5332         }
5333
5334         pwaff = basic_set_dim_max(set->p[0]);
5335         for (i = 1; i < set->n; ++i) {
5336                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5337
5338                 pwaff_i = basic_set_dim_max(set->p[i]);
5339                 pwaff = isl_pw_aff_union_max(pwaff, pwaff_i);
5340         }
5341
5342         isl_set_free(set);
5343
5344         return pwaff;
5345 }
5346
5347 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5348  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5349  */
5350 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5351         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5352 {
5353         unsigned nparam;
5354
5355         if (!bset || !mat)
5356                 goto error;
5357
5358         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
5359         if (!bset->dim)
5360                 goto error;
5361
5362         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5363
5364         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5365
5366         bset->dim->nparam = 0;
5367         bset->dim->n_out = nparam;
5368         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5369         if (bset) {
5370                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5371                 bset->dim->n_out = 0;
5372         }
5373         return bset;
5374 error:
5375         isl_mat_free(mat);
5376         isl_basic_set_free(bset);
5377         return NULL;
5378 }
5379
5380 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5381  * set is assumed to have only parameters and divs.
5382  */
5383 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5384         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5385 {
5386         struct isl_dim *dim = NULL;
5387         unsigned nparam;
5388
5389         if (!set || !mat)
5390                 goto error;
5391
5392         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5393         dim = isl_dim_cow(dim);
5394         if (!dim)
5395                 goto error;
5396
5397         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5398
5399         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5400
5401         dim->nparam = 0;
5402         dim->n_out = nparam;
5403         isl_set_reset_dim(set, dim);
5404         set = isl_set_preimage(set, mat);
5405         if (!set)
5406                 goto error2;
5407         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5408         dim = isl_dim_cow(dim);
5409         if (!dim)
5410                 goto error2;
5411         dim->nparam = dim->n_out;
5412         dim->n_out = 0;
5413         isl_set_reset_dim(set, dim);
5414         return set;
5415 error:
5416         isl_dim_free(dim);
5417         isl_mat_free(mat);
5418 error2:
5419         isl_set_free(set);
5420         return NULL;
5421 }
5422
5423 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5424  * equalities in "eq".
5425  */
5426 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5427         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5428 {
5429         int i, k;
5430         unsigned len;
5431
5432         if (!bset || !eq)
5433                 goto error;
5434
5435         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
5436                                         eq->n_row, 0);
5437         if (!bset)
5438                 goto error;
5439
5440         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
5441         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5442                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5443                 if (k < 0)
5444                         goto error;
5445                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5446                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5447         }
5448         isl_mat_free(eq);
5449
5450         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5451         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5452
5453         return bset;
5454 error:
5455         isl_mat_free(eq);
5456         isl_basic_set_free(bset);
5457         return NULL;
5458 }
5459
5460 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5461  * equalities in "eq".
5462  */
5463 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5464         struct isl_mat *eq)
5465 {
5466         int i;
5467
5468         if (!set || !eq)
5469                 goto error;
5470
5471         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5472                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5473                                         isl_mat_copy(eq));
5474                 if (!set->p[i])
5475                         goto error;
5476         }
5477         isl_mat_free(eq);
5478         return set;
5479 error:
5480         isl_mat_free(eq);
5481         isl_set_free(set);
5482         return NULL;
5483 }
5484
5485 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5486  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5487  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5488  * The output has the same parameters, but only
5489  * explicit existentially quantified variables.
5490  *
5491  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5492  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5493  * among the parameters by performing a variable compression on
5494  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5495  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5496  */
5497 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5498 {
5499         int i, j;
5500         struct isl_mat *eq;
5501         struct isl_mat *T, *T2;
5502         struct isl_set *set;
5503         unsigned nparam, n_div;
5504
5505         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5506         if (!bset)
5507                 return NULL;
5508
5509         if (bset->n_eq == 0)
5510                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5511
5512         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5513
5514         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5515         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5516
5517         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5518                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5519                         ++i;
5520         }
5521         if (i == bset->n_eq)
5522                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5523
5524         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5525                 0, 1 + nparam);
5526         eq = isl_mat_cow(eq);
5527         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5528         if (T && T->n_col == 0) {
5529                 isl_mat_free(T);
5530                 isl_mat_free(T2);
5531                 isl_mat_free(eq);
5532                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5533                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5534         }
5535         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5536
5537         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5538         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5539         set = set_append_equalities(set, eq);
5540         return set;
5541 }
5542
5543 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5544  * quantified variables.
5545  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5546  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5547  * no input or output dimensions and the dimension specification
5548  * is reset to that of the input.
5549  */
5550 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5551 {
5552         struct isl_basic_set *bset;
5553         struct isl_set *set;
5554         struct isl_map *map;
5555         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
5556         unsigned         nparam;
5557         unsigned         n_in;
5558         unsigned         n_out;
5559
5560         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5561         if (!bmap)
5562                 return NULL;
5563
5564         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5565         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5566         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5567         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5568         if (!dim)
5569                 goto error;
5570
5571         orig_dim = bmap->dim;
5572         bmap->dim = dim;
5573         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5574
5575         set = parameter_compute_divs(bset);
5576         map = (struct isl_map *)set;
5577         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
5578
5579         return map;
5580 error:
5581         isl_basic_map_free(bmap);
5582         return NULL;
5583 }
5584
5585 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5586 {
5587         int i;
5588         unsigned off;
5589
5590         if (!bmap)
5591                 return -1;
5592
5593         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5594         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5595                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5596                         return 0;
5597                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5598                                 return -1);
5599         }
5600         return 1;
5601 }
5602
5603 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5604 {
5605         int i;
5606
5607         if (!map)
5608                 return -1;
5609
5610         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5611                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
5612                 if (known <= 0)
5613                         return known;
5614         }
5615
5616         return 1;
5617 }
5618
5619 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5620  * expressions for them.  However, this computation may be
5621  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5622  * strictly needed.
5623  */
5624 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5625 {
5626         int known;
5627         struct isl_map *map;
5628
5629         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5630         if (known < 0)
5631                 goto error;
5632         if (known)
5633                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5634
5635         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5636
5637         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5638         if (known < 0)
5639                 goto error;
5640         if (known)
5641                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5642
5643         map = compute_divs(bmap);
5644         return map;
5645 error:
5646         isl_basic_map_free(bmap);
5647         return NULL;
5648 }
5649
5650 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5651 {
5652         int i;
5653         int known;
5654         struct isl_map *res;
5655
5656         if (!map)
5657                 return NULL;
5658         if (map->n == 0)
5659                 return map;
5660
5661         known = map_divs_known(map);
5662         if (known < 0) {
5663                 isl_map_free(map);
5664                 return NULL;
5665         }
5666         if (known)
5667                 return map;
5668
5669         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5670         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5671                 struct isl_map *r2;
5672                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5673                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5674                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5675                 else
5676                         res = isl_map_union(res, r2);
5677         }
5678         isl_map_free(map);
5679
5680         return res;
5681 }
5682
5683 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5684 {
5685         return (struct isl_set *)
5686                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5687 }
5688
5689 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5690 {
5691         return (struct isl_set *)
5692                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5693 }
5694
5695 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5696 {
5697         int i;
5698         struct isl_set *set;
5699
5700         if (!map)
5701                 goto error;
5702
5703         map = isl_map_cow(map);
5704         if (!map)
5705                 return NULL;
5706
5707         set = (struct isl_set *)map;
5708         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
5709         if (!set->dim)
5710                 goto error;
5711         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5712                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5713                 if (!set->p[i])
5714                         goto error;
5715         }
5716         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5717         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5718         return set;
5719 error:
5720         isl_map_free(map);
5721         return NULL;
5722 }
5723
5724 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
5725         __isl_take isl_map *map2)
5726 {
5727         int i;
5728         unsigned flags = 0;
5729         struct isl_map *map = NULL;
5730
5731         if (!map1 || !map2)
5732                 goto error;
5733
5734         if (map1->n == 0) {
5735                 isl_map_free(map1);
5736                 return map2;
5737         }
5738         if (map2->n == 0) {
5739                 isl_map_free(map2);
5740                 return map1;
5741         }
5742
5743         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
5744
5745         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5746             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5747                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5748
5749         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
5750                                 map1->n + map2->n, flags);
5751         if (!map)
5752                 goto error;
5753         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
5754                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5755                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
5756                 if (!map)
5757                         goto error;
5758         }
5759         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
5760                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5761                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
5762                 if (!map)
5763                         goto error;
5764         }
5765         isl_map_free(map1);
5766         isl_map_free(map2);
5767         return map;
5768 error:
5769         isl_map_free(map);
5770         isl_map_free(map1);
5771         isl_map_free(map2);
5772         return NULL;
5773 }
5774
5775 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
5776         __isl_take isl_map *map2)
5777 {
5778         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
5779 }
5780
5781 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5782 {
5783         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
5784         if (!map1)
5785                 return NULL;
5786         if (map1->n > 1)
5787                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
5788         return map1;
5789 }
5790
5791 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
5792                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5793 {
5794         return (struct isl_set *)
5795                 isl_map_union_disjoint(
5796                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5797 }
5798
5799 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5800 {
5801         return (struct isl_set *)
5802                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5803 }
5804
5805 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
5806         __isl_take isl_set *set)
5807 {
5808         unsigned flags = 0;
5809         struct isl_map *result;
5810         int i, j;
5811
5812         if (!map || !set)
5813                 goto error;
5814
5815         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
5816                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5817                         "parameters don't match", goto error);
5818
5819         if (isl_dim_size(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
5820             !isl_map_compatible_range(map, set))
5821                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5822                         "incompatible spaces", goto error);
5823
5824         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
5825                 isl_set_free(set);
5826                 return map;
5827         }
5828
5829         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5830             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
5831                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5832
5833         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
5834                                         map->n * set->n, flags);
5835         if (!result)
5836                 goto error;
5837         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5838                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
5839                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5840                             isl_basic_map_intersect_range(
5841                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5842                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
5843                         if (!result)
5844                                 goto error;
5845                 }
5846         isl_map_free(map);
5847         isl_set_free(set);
5848         return result;
5849 error:
5850         isl_map_free(map);
5851         isl_set_free(set);
5852         return NULL;
5853 }
5854
5855 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
5856         __isl_take isl_set *set)
5857 {
5858         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
5859 }
5860
5861 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
5862                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5863 {
5864         return isl_map_reverse(
5865                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
5866 }
5867
5868 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
5869         __isl_take isl_map *map2)
5870 {
5871         if (!map1 || !map2)
5872                 goto error;
5873         map1 = isl_map_reverse(map1);
5874         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
5875         return isl_map_reverse(map1);
5876 error:
5877         isl_map_free(map1);
5878         isl_map_free(map2);
5879         return NULL;
5880 }
5881
5882 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
5883         __isl_take isl_map *map2)
5884 {
5885         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
5886 }
5887
5888 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
5889         __isl_take isl_map *map2)
5890 {
5891         struct isl_dim *dim_result;
5892         struct isl_map *result;
5893         int i, j;
5894
5895         if (!map1 || !map2)
5896                 goto error;
5897
5898         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
5899                                   isl_dim_copy(map2->dim));
5900
5901         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
5902         if (!result)
5903                 goto error;
5904         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5905                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5906                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5907                             isl_basic_map_apply_range(
5908                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5909                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
5910                         if (!result)
5911                                 goto error;
5912                 }
5913         isl_map_free(map1);
5914         isl_map_free(map2);
5915         if (result && result->n <= 1)
5916                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
5917         return result;
5918 error:
5919         isl_map_free(map1);
5920         isl_map_free(map2);
5921         return NULL;
5922 }
5923
5924 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
5925         __isl_take isl_map *map2)
5926 {
5927         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
5928 }
5929
5930 /*
5931  * returns range - domain
5932  */
5933 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
5934 {
5935         isl_dim *dims, *target_dim;
5936         struct isl_basic_set *bset;
5937         unsigned dim;
5938         unsigned nparam;
5939         int i;
5940
5941         if (!bmap)
5942                 goto error;
5943         isl_assert(bmap->ctx, isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
5944                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
5945                    goto error);
5946         target_dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
5947         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
5948         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
5949         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
5950         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5951         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
5952         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
5953         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
5954         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
5955         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5956                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
5957                                             (struct isl_basic_map *)bset);
5958                 if (j < 0)
5959                         goto error;
5960                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5961                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
5962                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
5963                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
5964         }
5965         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
5966         bset = isl_basic_set_reset_dim(bset, target_dim);
5967         return bset;
5968 error:
5969         isl_basic_map_free(bmap);
5970         return NULL;
5971 }
5972
5973 /*
5974  * returns range - domain
5975  */
5976 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
5977 {
5978         int i;
5979         isl_dim *dim;
5980         struct isl_set *result;
5981
5982         if (!map)
5983                 return NULL;
5984
5985         isl_assert(map->ctx, isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
5986                                                  map->dim, isl_dim_out),
5987                    goto error);
5988         dim = isl_map_get_dim(map);
5989         dim = isl_dim_domain(dim);
5990         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, 0);
5991         if (!result)
5992                 goto error;
5993         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5994                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5995                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5996         isl_map_free(map);
5997         return result;
5998 error:
5999         isl_map_free(map);
6000         return NULL;
6001 }
6002
6003 /*
6004  * returns [domain -> range] -> range - domain
6005  */
6006 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6007         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6008 {
6009         int i, k;
6010         isl_dim *dim;
6011         isl_basic_map *domain;
6012         int nparam, n;
6013         unsigned total;
6014
6015         if (!isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6016                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6017                         "domain and range don't match", goto error);
6018
6019         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6020         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6021
6022         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
6023         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6024
6025         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6026         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6027         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6028
6029         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6030
6031         for (i = 0; i < n; ++i) {
6032                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6033                 if (k < 0)
6034                         goto error;
6035                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6036                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6037                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6038                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6039         }
6040
6041         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6042         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6043 error:
6044         isl_basic_map_free(bmap);
6045         return NULL;
6046 }
6047
6048 /*
6049  * returns [domain -> range] -> range - domain
6050  */
6051 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6052 {
6053         int i;
6054         isl_dim *domain_dim;
6055
6056         if (!map)
6057                 return NULL;
6058
6059         if (!isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6060                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6061                         "domain and range don't match", goto error);
6062
6063         map = isl_map_cow(map);
6064         if (!map)
6065                 return NULL;
6066
6067         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
6068         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
6069         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
6070         if (!map->dim)
6071                 goto error;
6072         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6073                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6074                 if (!map->p[i])
6075                         goto error;
6076         }
6077         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6078         return map;
6079 error:
6080         isl_map_free(map);
6081         return NULL;
6082 }
6083
6084 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
6085 {
6086         struct isl_basic_map *bmap;
6087         unsigned nparam;
6088         unsigned dim;
6089         int i;
6090
6091         if (!dims)
6092                 return NULL;
6093
6094         nparam = dims->nparam;
6095         dim = dims->n_out;
6096         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
6097         if (!bmap)
6098                 goto error;
6099
6100         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6101                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6102                 if (j < 0)
6103                         goto error;
6104                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6105                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6106                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6107         }
6108         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6109 error:
6110         isl_basic_map_free(bmap);
6111         return NULL;
6112 }
6113
6114 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
6115 {
6116         if (!dim)
6117                 return NULL;
6118         if (dim->n_in != dim->n_out)
6119                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6120                         "number of input and output dimensions needs to be "
6121                         "the same", goto error);
6122         return basic_map_identity(dim);
6123 error:
6124         isl_dim_free(dim);
6125         return NULL;
6126 }
6127
6128 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6129 {
6130         if (!model || !model->dim)
6131                 return NULL;
6132         return isl_basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
6133 }
6134
6135 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
6136 {
6137         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6138 }
6139
6140 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6141 {
6142         if (!model || !model->dim)
6143                 return NULL;
6144         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
6145 }
6146
6147 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6148 {
6149         if (!model || !model->dim)
6150                 return NULL;
6151         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
6152 }
6153
6154 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6155 {
6156         isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
6157         isl_map *id;
6158         id = isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
6159         return isl_map_intersect_range(id, set);
6160 }
6161
6162 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6163  * values.
6164  */
6165 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
6166 {
6167         int i;
6168         unsigned nparam;
6169         unsigned dim;
6170         struct isl_basic_set *bset;
6171
6172         if (!dims)
6173                 return NULL;
6174         nparam = dims->nparam;
6175         dim = dims->n_out;
6176         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
6177         if (!bset)
6178                 return NULL;
6179         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6180                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6181                 if (k < 0)
6182                         goto error;
6183                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6184                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6185         }
6186         return bset;
6187 error:
6188         isl_basic_set_free(bset);
6189         return NULL;
6190 }
6191
6192 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6193  */
6194 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim,
6195         int pos)
6196 {
6197         int k;
6198         isl_basic_set *nonneg;
6199
6200         nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
6201         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6202         if (k < 0)
6203                 goto error;
6204         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6205         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6206
6207         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6208 error:
6209         isl_basic_set_free(nonneg);
6210         return NULL;
6211 }
6212
6213 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6214  */
6215 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim, int pos)
6216 {
6217         int k;
6218         isl_basic_set *neg;
6219
6220         neg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
6221         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6222         if (k < 0)
6223                 goto error;
6224         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6225         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6226         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6227
6228         return isl_basic_set_finalize(neg);
6229 error:
6230         isl_basic_set_free(neg);
6231         return NULL;
6232 }
6233
6234 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6235         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6236 {
6237         int i;
6238         isl_basic_set *nonneg;
6239         isl_basic_set *neg;
6240
6241         if (!set)
6242                 return NULL;
6243         if (n == 0)
6244                 return set;
6245
6246         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6247
6248         for (i = 0; i < n; ++i) {
6249                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6250                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6251                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6252                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6253
6254                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6255         }
6256
6257         return set;
6258 error:
6259         isl_set_free(set);
6260         return NULL;
6261 }
6262
6263 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6264         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6265         void *user)
6266 {
6267         isl_set *half;
6268
6269         if (!set)
6270                 return -1;
6271         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6272                 isl_set_free(set);
6273                 return 0;
6274         }
6275         if (first == len)
6276                 return fn(set, signs, user);
6277
6278         signs[first] = 1;
6279         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6280                                                         1 + first));
6281         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6282         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6283                 goto error;
6284
6285         signs[first] = -1;
6286         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6287                                                         1 + first));
6288         half = isl_set_intersect(half, set);
6289         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6290 error:
6291         isl_set_free(set);
6292         return -1;
6293 }
6294
6295 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6296  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6297  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6298  * to the sign of the corresponding variable.
6299  */
6300 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6301         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6302         void *user)
6303 {
6304         unsigned nparam;
6305         unsigned nvar;
6306         int *signs;
6307         int r;
6308
6309         if (!set)
6310                 return -1;
6311         if (isl_set_plain_is_empty(set))
6312                 return 0;
6313
6314         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6315         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
6316
6317         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
6318
6319         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
6320                             fn, user);
6321
6322         free(signs);
6323
6324         return r;
6325 }
6326
6327 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6328 {
6329         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6330 }
6331
6332 int isl_basic_map_is_subset(
6333                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6334 {
6335         int is_subset;
6336         struct isl_map *map1;
6337         struct isl_map *map2;
6338
6339         if (!bmap1 || !bmap2)
6340                 return -1;
6341
6342         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6343         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6344
6345         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6346
6347         isl_map_free(map1);
6348         isl_map_free(map2);
6349
6350         return is_subset;
6351 }
6352
6353 int isl_basic_map_is_equal(
6354                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6355 {
6356         int is_subset;
6357
6358         if (!bmap1 || !bmap2)
6359                 return -1;
6360         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6361         if (is_subset != 1)
6362                 return is_subset;
6363         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6364         return is_subset;
6365 }
6366
6367 int isl_basic_set_is_equal(
6368                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6369 {
6370         return isl_basic_map_is_equal(
6371                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6372 }
6373
6374 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6375 {
6376         int i;
6377         int is_empty;
6378
6379         if (!map)
6380                 return -1;
6381         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6382                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6383                 if (is_empty < 0)
6384                         return -1;
6385                 if (!is_empty)
6386                         return 0;
6387         }
6388         return 1;
6389 }
6390
6391 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6392 {
6393         return map ? map->n == 0 : -1;
6394 }
6395
6396 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6397 {
6398         return isl_map_plain_is_empty(map);
6399 }
6400
6401 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6402 {
6403         return set ? set->n == 0 : -1;
6404 }
6405
6406 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6407 {
6408         return isl_set_plain_is_empty(set);
6409 }
6410
6411 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6412 {
6413         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6414 }
6415
6416 int isl_map_has_equal_dim(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6417 {
6418         if (!map1 || !map2)
6419                 return -1;
6420
6421         return isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim);
6422 }
6423
6424 int isl_set_has_equal_dim(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6425 {
6426         if (!set1 || !set2)
6427                 return -1;
6428
6429         return isl_dim_equal(set1->dim, set2->dim);
6430 }
6431
6432 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6433 {
6434         int is_subset;
6435
6436         if (!map1 || !map2)
6437                 return -1;
6438         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6439         if (is_subset != 1)
6440                 return is_subset;
6441         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6442         return is_subset;
6443 }
6444
6445 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6446 {
6447         return align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
6448 }
6449
6450 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6451                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6452 {
6453         int is_subset;
6454
6455         if (!bmap1 || !bmap2)
6456                 return -1;
6457         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6458         if (is_subset != 1)
6459                 return is_subset;
6460         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6461         if (is_subset == -1)
6462                 return is_subset;
6463         return !is_subset;
6464 }
6465
6466 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6467 {
6468         int is_subset;
6469
6470         if (!map1 || !map2)
6471                 return -1;
6472         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6473         if (is_subset != 1)
6474                 return is_subset;
6475         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6476         if (is_subset == -1)
6477                 return is_subset;
6478         return !is_subset;
6479 }
6480
6481 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6482 {
6483         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6484 }
6485
6486 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6487 {
6488         if (!bmap)
6489                 return -1;
6490         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6491 }
6492
6493 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6494 {
6495         if (!bset)
6496                 return -1;
6497         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6498 }
6499
6500 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6501 {
6502         int i;
6503
6504         if (!map)
6505                 return -1;
6506
6507         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6508                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6509                 if (r < 0 || r)
6510                         return r;
6511         }
6512
6513         return 0;
6514 }
6515
6516 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6517 {
6518         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6519 }
6520
6521 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6522 {
6523         return isl_set_plain_is_universe(set);
6524 }
6525
6526 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6527 {
6528         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6529         struct isl_vec *sample = NULL;
6530         int empty;
6531         unsigned total;
6532
6533         if (!bmap)
6534                 return -1;
6535
6536         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6537                 return 1;
6538
6539         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6540                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6541                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6542                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6543                 isl_basic_map_free(copy);
6544                 return empty;
6545         }
6546
6547         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6548         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6549                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6550                 if (contains < 0)
6551                         return -1;
6552                 if (contains)
6553                         return 0;
6554         }
6555         isl_vec_free(bmap->sample);
6556         bmap->sample = NULL;
6557         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6558         if (!bset)
6559                 return -1;
6560         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6561         if (!sample)
6562                 return -1;
6563         empty = sample->size == 0;
6564         isl_vec_free(bmap->sample);
6565         bmap->sample = sample;
6566         if (empty)
6567                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6568
6569         return empty;
6570 }
6571
6572 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6573 {
6574         if (!bmap)
6575                 return -1;
6576         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6577 }
6578
6579 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6580 {
6581         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6582 }
6583
6584 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6585 {
6586         if (!bset)
6587                 return -1;
6588         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6589 }
6590
6591 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6592 {
6593         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6594 }
6595
6596 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6597 {
6598         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6599 }
6600
6601 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6602         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6603 {
6604         struct isl_map *map;
6605         if (!bmap1 || !bmap2)
6606                 return NULL;
6607
6608         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6609
6610         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6611         if (!map)
6612                 goto error;
6613         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6614         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6615         return map;
6616 error:
6617         isl_basic_map_free(bmap1);
6618         isl_basic_map_free(bmap2);
6619         return NULL;
6620 }
6621
6622 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6623                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6624 {
6625         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6626                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6627                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6628 }
6629
6630 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6631 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6632 {
6633         int i;
6634         unsigned off;
6635
6636         if (!bmap)
6637                 return NULL;
6638
6639         off = isl_dim_total(bmap->dim);
6640
6641         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6642                 int pos;
6643                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6644                         continue;
6645                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6646                                                             bmap->n_div-i);
6647                 if (pos == -1)
6648                         continue;
6649                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6650                 --i;
6651         }
6652         return bmap;
6653 }
6654
6655 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6656 {
6657         return (struct isl_basic_set *)
6658                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6659 }
6660
6661 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6662 {
6663         int i;
6664
6665         if (!map)
6666                 return 0;
6667
6668         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6669                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6670                 if (!map->p[i])
6671                         goto error;
6672         }
6673
6674         return map;
6675 error:
6676         isl_map_free(map);
6677         return NULL;
6678 }
6679
6680 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
6681  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
6682  * list of divs is given by "div".
6683  */
6684 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
6685         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
6686 {
6687         int i, j;
6688         int n_div;
6689
6690         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6691         if (!bset || !div)
6692                 goto error;
6693
6694         if (div->n_row < bset->n_div)
6695                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
6696                         "not an expansion", goto error);
6697
6698         bset = isl_basic_map_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim),
6699                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
6700                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
6701
6702         n_div = bset->n_div;
6703         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
6704                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
6705                         goto error;
6706
6707         j = n_div - 1;
6708         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
6709                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
6710                         if (i != j)
6711                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
6712                         j--;
6713                 } else {
6714                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
6715                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
6716                                 goto error;
6717                 }
6718         }
6719
6720         isl_mat_free(div);
6721         return bset;
6722 error:
6723         isl_basic_set_free(bset);
6724         isl_mat_free(div);
6725         return NULL;
6726 }
6727
6728 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
6729  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
6730  *
6731  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
6732  * of the corresponding div in dst otherwise.
6733  */
6734 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
6735                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
6736 {
6737         int i;
6738
6739         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6740
6741         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
6742         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
6743                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
6744                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
6745                                                 dst->n_div - div) == -1)
6746                         return i;
6747         return -1;
6748 }
6749
6750 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
6751                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
6752 {
6753         int i;
6754         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6755
6756         if (!dst || !src)
6757                 goto error;
6758
6759         if (src->n_div == 0)
6760                 return dst;
6761
6762         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
6763                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
6764
6765         src = isl_basic_map_order_divs(src);
6766         dst = isl_basic_map_cow(dst);
6767         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
6768                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
6769         if (!dst)
6770                 return NULL;
6771         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
6772                 int j = find_div(dst, src, i);
6773                 if (j < 0) {
6774                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
6775                         if (j < 0)
6776                                 goto error;
6777                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
6778                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
6779                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
6780                                 goto error;
6781                 }
6782                 if (j != i)
6783                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
6784         }
6785         return dst;
6786 error:
6787         isl_basic_map_free(dst);
6788         return NULL;
6789 }
6790
6791 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
6792                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
6793 {
6794         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
6795                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
6796 }
6797
6798 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
6799 {
6800         int i;
6801
6802         if (!map)
6803                 return NULL;
6804         if (map->n == 0)
6805                 return map;
6806         map = isl_map_compute_divs(map);
6807         map = isl_map_cow(map);
6808         if (!map)
6809                 return NULL;
6810
6811         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6812                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
6813         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6814                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
6815
6816         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6817         return map;
6818 }
6819
6820 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
6821 {
6822         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
6823 }
6824
6825 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
6826         __isl_take isl_map *map)
6827 {
6828         if (!set || !map)
6829                 goto error;
6830         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
6831         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
6832         set = isl_map_range(map);
6833         return set;
6834 error:
6835         isl_set_free(set);
6836         isl_map_free(map);
6837         return NULL;
6838 }
6839
6840 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
6841         __isl_take isl_map *map)
6842 {
6843         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
6844 }
6845
6846 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
6847  * the meaning of the set.
6848  */
6849 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
6850 {
6851         int i;
6852
6853         if (!map)
6854                 return NULL;
6855
6856         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6857                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6858                         continue;
6859                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6860                 if (i != map->n-1) {
6861                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6862                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6863                 }
6864                 map->n--;
6865         }
6866
6867         return map;
6868 }
6869
6870 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
6871 {
6872         return (struct isl_set *)
6873                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
6874 }
6875
6876 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
6877 {
6878         struct isl_basic_map *bmap;
6879         if (!map || map->n == 0)
6880                 return NULL;
6881         bmap = map->p[map->n-1];
6882         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
6883         return isl_basic_map_copy(bmap);
6884 }
6885
6886 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
6887 {
6888         return (struct isl_basic_set *)
6889                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
6890 }
6891
6892 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
6893                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
6894 {
6895         int i;
6896
6897         if (!map || !bmap)
6898                 goto error;
6899         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6900                 if (map->p[i] != bmap)
6901                         continue;
6902                 map = isl_map_cow(map);
6903                 if (!map)
6904                         goto error;
6905                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6906                 if (i != map->n-1) {
6907                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
6908                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6909                 }
6910                 map->n--;
6911                 return map;
6912         }
6913         return map;
6914 error:
6915         isl_map_free(map);
6916         return NULL;
6917 }
6918
6919 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
6920                                                 struct isl_basic_set *bset)
6921 {
6922         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
6923                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6924 }
6925
6926 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
6927  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
6928  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
6929  */
6930 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
6931         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
6932         int pos, isl_int *opt)
6933 {
6934         struct isl_dim *dims;
6935         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
6936         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
6937         struct isl_ctx *ctx;
6938         struct isl_vec *obj;
6939         unsigned total;
6940         unsigned nparam;
6941         unsigned dim1, dim2;
6942         enum isl_lp_result res;
6943
6944         if (!bset1 || !bset2)
6945                 return isl_lp_error;
6946
6947         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
6948         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
6949         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
6950         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
6951         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
6952         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
6953         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
6954         if (!bmap1 || !bmap2)
6955                 goto error;
6956         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
6957         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
6958                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
6959                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
6960         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
6961         if (!bmap1)
6962                 goto error;
6963         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6964         ctx = bmap1->ctx;
6965         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
6966         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
6967         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
6968         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
6969         if (!obj)
6970                 goto error;
6971         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
6972                                         opt, NULL, NULL);
6973         isl_basic_map_free(bmap1);
6974         isl_vec_free(obj);
6975         return res;
6976 error:
6977         isl_basic_map_free(bmap1);
6978         isl_basic_map_free(bmap2);
6979         return isl_lp_error;
6980 }
6981
6982 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
6983  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6984  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
6985  * smaller or larger than those in bset2.
6986  *
6987  * Returns
6988  *       1 if bset1 follows bset2
6989  *      -1 if bset1 precedes bset2
6990  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
6991  *      -2 if some error occurred.
6992  */
6993 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
6994         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
6995 {
6996         isl_int opt;
6997         enum isl_lp_result res;
6998         int cmp;
6999
7000         isl_int_init(opt);
7001
7002         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7003
7004         if (res == isl_lp_empty)
7005                 cmp = 0;
7006         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7007                   res == isl_lp_unbounded)
7008                 cmp = 1;
7009         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7010                 cmp = -1;
7011         else
7012                 cmp = -2;
7013
7014         isl_int_clear(opt);
7015         return cmp;
7016 }
7017
7018 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7019  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7020  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7021  * than a value of the same dimension in bset2.
7022  *
7023  * Return
7024  *       1 if there exists such a pair
7025  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7026  *      -1 otherwise
7027  *      -2 if some error occurred.
7028  */
7029 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7030         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7031 {
7032         isl_int opt;
7033         enum isl_lp_result res;
7034         int cmp;
7035
7036         isl_int_init(opt);
7037
7038         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7039
7040         if (res == isl_lp_empty)
7041                 cmp = -1;
7042         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7043                   res == isl_lp_unbounded)
7044                 cmp = 1;
7045         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7046                 cmp = -1;
7047         else if (res == isl_lp_ok)
7048                 cmp = 0;
7049         else
7050                 cmp = -2;
7051
7052         isl_int_clear(opt);
7053         return cmp;
7054 }
7055
7056 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7057  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7058  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7059  * than a value of the same dimension in set2.
7060  *
7061  * Return
7062  *       1 if there exists such a pair
7063  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7064  *      -1 otherwise
7065  *      -2 if some error occurred.
7066  */
7067 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7068         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7069 {
7070         int i, j;
7071         int follows = -1;
7072
7073         if (!set1 || !set2)
7074                 return -2;
7075
7076         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7077                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7078                         int f;
7079                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7080                         if (f == 1 || f == -2)
7081                                 return f;
7082                         if (f > follows)
7083                                 follows = f;
7084                 }
7085
7086         return follows;
7087 }
7088
7089 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7090         unsigned pos, isl_int *val)
7091 {
7092         int i;
7093         int d;
7094         unsigned total;
7095
7096         if (!bmap)
7097                 return -1;
7098         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7099         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7100                 for (; d+1 > pos; --d)
7101                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7102                                 break;
7103                 if (d != pos)
7104                         continue;
7105                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7106                         return 0;
7107                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7108                         return 0;
7109                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7110                         return 0;
7111                 if (val)
7112                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7113                 return 1;
7114         }
7115         return 0;
7116 }
7117
7118 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7119         unsigned pos, isl_int *val)
7120 {
7121         int i;
7122         isl_int v;
7123         isl_int tmp;
7124         int fixed;
7125
7126         if (!map)
7127                 return -1;
7128         if (map->n == 0)
7129                 return 0;
7130         if (map->n == 1)
7131                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
7132         isl_int_init(v);
7133         isl_int_init(tmp);
7134         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
7135         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7136                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
7137                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7138                         fixed = 0;
7139         }
7140         if (val)
7141                 isl_int_set(*val, v);
7142         isl_int_clear(tmp);
7143         isl_int_clear(v);
7144         return fixed;
7145 }
7146
7147 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7148         unsigned pos, isl_int *val)
7149 {
7150         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7151                                                 pos, val);
7152 }
7153
7154 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7155         isl_int *val)
7156 {
7157         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7158 }
7159
7160 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7161         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7162 {
7163         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7164                 return -1;
7165         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7166                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7167 }
7168
7169 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7170         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7171 {
7172         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7173                 return -1;
7174         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7175                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7176 }
7177
7178 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7179         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7180 {
7181         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7182 }
7183
7184 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7185  * then return this fixed value in *val.
7186  */
7187 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7188         unsigned dim, isl_int *val)
7189 {
7190         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7191                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7192 }
7193
7194 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7195  * then return this fixed value in *val.
7196  */
7197 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7198         unsigned dim, isl_int *val)
7199 {
7200         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7201 }
7202
7203 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7204         unsigned dim, isl_int *val)
7205 {
7206         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7207 }
7208
7209 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7210  * then return this fixed value in *val.
7211  */
7212 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7213         unsigned in, isl_int *val)
7214 {
7215         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7216 }
7217
7218 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7219  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7220  */
7221 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7222         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7223 {
7224         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7225         isl_int *c;
7226         unsigned total;
7227         unsigned nparam;
7228
7229         if (!bset)
7230                 return -1;
7231         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7232         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7233         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7234                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7235                         continue;
7236                 if (i_eq != -1)
7237                         return 0;
7238                 i_eq = i;
7239         }
7240         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7241                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7242                         continue;
7243                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7244                         return 0;
7245                 i_ineq = i;
7246         }
7247         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7248                 return 0;
7249         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7250         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7251         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7252                 return 0;
7253         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7254                 return 0;
7255         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7256                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7257                 return 0;
7258         if (val)
7259                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7260         return 1;
7261 }
7262
7263 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7264         unsigned dim, isl_int *val)
7265 {
7266         int i;
7267         isl_int v;
7268         isl_int tmp;
7269         int fixed;
7270
7271         if (!set)
7272                 return -1;
7273         if (set->n == 0)
7274                 return 0;
7275         if (set->n == 1)
7276                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7277                                                                 dim, val);
7278         isl_int_init(v);
7279         isl_int_init(tmp);
7280         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7281                                                                 dim, &v);
7282         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7283                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7284                                                                 dim, &tmp);
7285                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7286                         fixed = 0;
7287         }
7288         if (val)
7289                 isl_int_set(*val, v);
7290         isl_int_clear(tmp);
7291         isl_int_clear(v);
7292         return fixed;
7293 }
7294
7295 struct constraint {
7296         unsigned        size;
7297         isl_int         *c;
7298 };
7299
7300 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
7301  * variables sorting first.
7302  */
7303 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
7304 {
7305         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
7306         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
7307         int l1, l2;
7308         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
7309
7310         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
7311         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
7312
7313         if (l1 != l2)
7314                 return l1 - l2;
7315
7316         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
7317 }
7318
7319 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
7320         struct isl_basic_map *bmap)
7321 {
7322         int i;
7323         struct constraint *c;
7324         unsigned total;
7325
7326         if (!bmap)
7327                 return NULL;
7328         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7329         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
7330         if (!c)
7331                 goto error;
7332         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7333                 c[i].size = total;
7334                 c[i].c = bmap->ineq[i];
7335         }
7336         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7337         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7338                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7339         free(c);
7340         return bmap;
7341 error:
7342         isl_basic_map_free(bmap);
7343         return NULL;
7344 }
7345
7346 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7347         __isl_take isl_basic_set *bset)
7348 {
7349         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7350                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7351 }
7352
7353 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7354 {
7355         if (!bmap)
7356                 return NULL;
7357         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7358                 return bmap;
7359         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7360         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7361         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7362         return bmap;
7363 }
7364
7365 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7366 {
7367         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7368                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7369 }
7370
7371 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7372         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7373 {
7374         int i, cmp;
7375         unsigned total;
7376
7377         if (bmap1 == bmap2)
7378                 return 0;
7379         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7380             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7381                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7382         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7383                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7384         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7385                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7386         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7387                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7388         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7389             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7390                 return 0;
7391         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7392                 return 1;
7393         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7394                 return -1;
7395         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7396                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7397         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7398                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7399         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7400                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7401         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7402         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7403                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7404                 if (cmp)
7405                         return cmp;
7406         }
7407         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7408                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7409                 if (cmp)
7410                         return cmp;
7411         }
7412         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7413                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7414                 if (cmp)
7415                         return cmp;
7416         }
7417         return 0;
7418 }
7419
7420 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7421         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7422 {
7423         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7424 }
7425
7426 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7427         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7428 {
7429         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7430                                             (isl_basic_map *)bset2);
7431 }
7432
7433 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7434 {
7435         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7436         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7437
7438         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7439 }
7440
7441 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7442  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7443  * meaning of any possible other copies of map.
7444  */
7445 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7446 {
7447         int i, j;
7448         struct isl_basic_map *bmap;
7449
7450         if (!map)
7451                 return NULL;
7452         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7453                 return map;
7454         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7455                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7456                 if (!bmap)
7457                         goto error;
7458                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7459                 map->p[i] = bmap;
7460         }
7461         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7462         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7463         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7464         if (!map)
7465                 return NULL;
7466         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7467                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7468                         continue;
7469                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7470                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7471                         map->p[j-1] = map->p[j];
7472                 map->n--;
7473         }
7474         return map;
7475 error:
7476         isl_map_free(map);
7477         return NULL;
7478
7479 }
7480
7481 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7482 {
7483         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7484 }
7485
7486 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7487 {
7488         int i;
7489         int equal;
7490
7491         if (!map1 || !map2)
7492                 return -1;
7493
7494         if (map1 == map2)
7495                 return 1;
7496         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
7497                 return 0;
7498
7499         map1 = isl_map_copy(map1);
7500         map2 = isl_map_copy(map2);
7501         map1 = isl_map_normalize(map1);
7502         map2 = isl_map_normalize(map2);
7503         if (!map1 || !map2)
7504                 goto error;
7505         equal = map1->n == map2->n;
7506         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7507                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7508                 if (equal < 0)
7509                         goto error;
7510         }
7511         isl_map_free(map1);
7512         isl_map_free(map2);
7513         return equal;
7514 error:
7515         isl_map_free(map1);
7516         isl_map_free(map2);
7517         return -1;
7518 }
7519
7520 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7521 {
7522         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7523 }
7524
7525 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7526 {
7527         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7528                                                 (struct isl_map *)set2);
7529 }
7530
7531 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7532 {
7533         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7534 }
7535
7536 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7537  */
7538 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7539         isl_int min, isl_int max)
7540 {
7541         int k;
7542         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7543
7544         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7545         if (!bset)
7546                 goto error;
7547
7548         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7549         if (k < 0)
7550                 goto error;
7551         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7552         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7553
7554         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7555         if (k < 0)
7556                 goto error;
7557         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7558         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7559
7560         return bset;
7561 error:
7562         isl_basic_set_free(bset);
7563         return NULL;
7564 }
7565
7566 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7567  */
7568 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7569         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7570 {
7571         int i;
7572         unsigned dim;
7573         unsigned nparam;
7574         unsigned extra;
7575         unsigned n_eq;
7576         unsigned n_ineq;
7577         struct isl_basic_set *product = NULL;
7578
7579         if (!list)
7580                 goto error;
7581         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7582         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7583         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7584         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7585         extra = list->p[0]->n_div;
7586         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7587         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7588         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7589                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7590                 isl_assert(list->ctx,
7591                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7592                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7593                 extra += list->p[i]->n_div;
7594                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7595                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7596         }
7597         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7598                                         n_eq, n_ineq);
7599         if (!product)
7600                 goto error;
7601         dim = 0;
7602         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7603                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7604                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7605                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7606         }
7607         isl_basic_set_list_free(list);
7608         return product;
7609 error:
7610         isl_basic_set_free(product);
7611         isl_basic_set_list_free(list);
7612         return NULL;
7613 }
7614
7615 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7616                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7617 {
7618         struct isl_dim *dim_result = NULL;
7619         struct isl_basic_map *bmap;
7620         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7621         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7622
7623         if (!bmap1 || !bmap2)
7624                 goto error;
7625
7626         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7627                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7628         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7629                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
7630
7631         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7632         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7633         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7634         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7635         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7636
7637         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7638         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7639         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7640         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7641         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7642         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7643         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7644         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7645         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7646         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7647         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7648
7649         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7650                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7651                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7652                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7653         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7654         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7655         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7656         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7657 error:
7658         isl_basic_map_free(bmap1);
7659         isl_basic_map_free(bmap2);
7660         return NULL;
7661 }
7662
7663 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7664         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7665 {
7666         isl_basic_map *prod;
7667
7668         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7669         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7670         return prod;
7671 }
7672
7673 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7674         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7675 {
7676         return isl_basic_map_flat_product(bset1, bset2);
7677 }
7678
7679 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
7680         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7681 {
7682         isl_dim *dim_result = NULL;
7683         isl_basic_map *bmap;
7684         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
7685         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7686
7687         if (!bmap1 || !bmap2)
7688                 goto error;
7689
7690         dim_result = isl_dim_range_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7691                                            isl_dim_copy(bmap2->dim));
7692
7693         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7694         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7695         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7696         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7697
7698         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7699         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7700         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7701         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7702         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7703         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7704         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
7705         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
7706         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7707         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7708         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7709
7710         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7711                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7712                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7713                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7714         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7715         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7716         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7717         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7718 error:
7719         isl_basic_map_free(bmap1);
7720         isl_basic_map_free(bmap2);
7721         return NULL;
7722 }
7723
7724 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
7725         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7726 {
7727         isl_basic_map *prod;
7728
7729         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
7730         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
7731         return prod;
7732 }
7733
7734 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
7735         __isl_take isl_map *map2,
7736         __isl_give isl_dim *(*dim_product)(__isl_take isl_dim *left,
7737                                            __isl_take isl_dim *right),
7738         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
7739                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
7740 {
7741         unsigned flags = 0;
7742         struct isl_map *result;
7743         int i, j;
7744
7745         if (!map1 || !map2)
7746                 goto error;
7747
7748         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
7749                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
7750
7751         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7752             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
7753                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7754
7755         result = isl_map_alloc_dim(dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
7756                                                isl_dim_copy(map2->dim)),
7757                                 map1->n * map2->n, flags);
7758         if (!result)
7759                 goto error;
7760         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7761                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7762                         struct isl_basic_map *part;
7763                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7764                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
7765                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
7766                                 isl_basic_map_free(part);
7767                         else
7768                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
7769                         if (!result)
7770                                 goto error;
7771                 }
7772         isl_map_free(map1);
7773         isl_map_free(map2);
7774         return result;
7775 error:
7776         isl_map_free(map1);
7777         isl_map_free(map2);
7778         return NULL;
7779 }
7780
7781 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
7782  */
7783 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
7784         __isl_take isl_map *map2)
7785 {
7786         return map_product(map1, map2, &isl_dim_product, &isl_basic_map_product);
7787 }
7788
7789 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
7790         __isl_take isl_map *map2)
7791 {
7792         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
7793 }
7794
7795 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
7796  */
7797 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
7798         __isl_take isl_map *map2)
7799 {
7800         isl_map *prod;
7801
7802         prod = isl_map_product(map1, map2);
7803         prod = isl_map_flatten(prod);
7804         return prod;
7805 }
7806
7807 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
7808  */
7809 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7810 {
7811         return isl_map_range_product(set1, set2);
7812 }
7813
7814 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
7815         __isl_take isl_set *set2)
7816 {
7817         return (isl_set *)isl_map_flat_product((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7818 }
7819
7820 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
7821  */
7822 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
7823         __isl_take isl_map *map2)
7824 {
7825         return map_product(map1, map2, &isl_dim_range_product,
7826                                 &isl_basic_map_range_product);
7827 }
7828
7829 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7830         __isl_take isl_map *map2)
7831 {
7832         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
7833                                                 &map_range_product_aligned);
7834 }
7835
7836 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
7837  */
7838 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7839         __isl_take isl_map *map2)
7840 {
7841         isl_map *prod;
7842
7843         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
7844         prod = isl_map_flatten_range(prod);
7845         return prod;
7846 }
7847
7848 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7849 {
7850         int i;
7851         uint32_t hash = isl_hash_init();
7852         unsigned total;
7853
7854         if (!bmap)
7855                 return 0;
7856         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
7857         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
7858         if (!bmap)
7859                 return 0;
7860         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7861         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
7862         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
7863                 uint32_t c_hash;
7864                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
7865                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7866         }
7867         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
7868         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7869                 uint32_t c_hash;
7870                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
7871                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7872         }
7873         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
7874         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7875                 uint32_t c_hash;
7876                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7877                         continue;
7878                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
7879                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
7880                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7881         }
7882         isl_basic_map_free(bmap);
7883         return hash;
7884 }
7885
7886 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7887 {
7888         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
7889 }
7890
7891 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
7892 {
7893         int i;
7894         uint32_t hash;
7895
7896         if (!map)
7897                 return 0;
7898         map = isl_map_copy(map);
7899         map = isl_map_normalize(map);
7900         if (!map)
7901                 return 0;
7902
7903         hash = isl_hash_init();
7904         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7905                 uint32_t bmap_hash;
7906                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
7907                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
7908         }
7909
7910         isl_map_free(map);
7911
7912         return hash;
7913 }
7914
7915 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
7916 {
7917         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
7918 }
7919
7920 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7921  * by the values of the other parameters and variables.
7922  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
7923  */
7924 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
7925 {
7926         int i;
7927         unsigned nparam;
7928
7929         if (!bset)
7930                 return -1;
7931         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7932         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
7933                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
7934                         return 1;
7935         return 0;
7936 }
7937
7938 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7939  * by the values of the other parameters and variables.
7940  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
7941  * for each of the subsets.
7942  */
7943 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
7944 {
7945         int i;
7946
7947         if (!set)
7948                 return -1;
7949         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7950                 int unique;
7951                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
7952                 if (unique != 1)
7953                         return unique;
7954         }
7955         return 1;
7956 }
7957
7958 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
7959 {
7960         return set ? set->n : 0;
7961 }
7962
7963 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
7964         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
7965 {
7966         int i;
7967
7968         if (!map)
7969                 return -1;
7970
7971         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7972                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
7973                         return -1;
7974
7975         return 0;
7976 }
7977
7978 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
7979         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
7980 {
7981         int i;
7982
7983         if (!set)
7984                 return -1;
7985
7986         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7987                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
7988                         return -1;
7989
7990         return 0;
7991 }
7992
7993 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
7994 {
7995         struct isl_dim *dim;
7996
7997         if (!bset)
7998                 return NULL;
7999
8000         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8001         if (!bset)
8002                 return NULL;
8003
8004         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
8005         dim = isl_dim_lift(dim, bset->n_div);
8006         if (!dim)
8007                 goto error;
8008         isl_dim_free(bset->dim);
8009         bset->dim = dim;
8010         bset->extra -= bset->n_div;
8011         bset->n_div = 0;
8012
8013         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8014
8015         return bset;
8016 error:
8017         isl_basic_set_free(bset);
8018         return NULL;
8019 }
8020
8021 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8022 {
8023         int i;
8024         struct isl_dim *dim;
8025         unsigned n_div;
8026
8027         set = isl_set_align_divs(set);
8028
8029         if (!set)
8030                 return NULL;
8031
8032         set = isl_set_cow(set);
8033         if (!set)
8034                 return NULL;
8035
8036         n_div = set->p[0]->n_div;
8037         dim = isl_set_get_dim(set);
8038         dim = isl_dim_lift(dim, n_div);
8039         if (!dim)
8040                 goto error;
8041         isl_dim_free(set->dim);
8042         set->dim = dim;
8043
8044         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8045                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8046                 if (!set->p[i])
8047                         goto error;
8048         }
8049
8050         return set;
8051 error:
8052         isl_set_free(set);
8053         return NULL;
8054 }
8055
8056 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8057 {
8058         struct isl_dim *dim;
8059         struct isl_basic_map *bmap;
8060         unsigned n_set;
8061         unsigned n_div;
8062         unsigned n_param;
8063         unsigned total;
8064         int i, k, l;
8065
8066         set = isl_set_align_divs(set);
8067
8068         if (!set)
8069                 return NULL;
8070
8071         dim = isl_set_get_dim(set);
8072         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8073                 isl_set_free(set);
8074                 return isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
8075         }
8076
8077         n_div = set->p[0]->n_div;
8078         dim = isl_dim_map_from_set(dim);
8079         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
8080         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
8081         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8082         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8083         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8084                 bmap = var_equal(bmap, i);
8085
8086         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8087         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8088                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8089                 if (k < 0)
8090                         goto error;
8091                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8092                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8093                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8094                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8095                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8096                             set->p[0]->div[i][0]);
8097
8098                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8099                 if (l < 0)
8100                         goto error;
8101                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8102                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8103                             set->p[0]->div[i][0]);
8104                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8105         }
8106
8107         isl_set_free(set);
8108         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8109         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8110         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8111 error:
8112         isl_set_free(set);
8113         isl_basic_map_free(bmap);
8114         return NULL;
8115 }
8116
8117 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8118 {
8119         unsigned dim;
8120         int size = 0;
8121
8122         if (!bset)
8123                 return -1;
8124
8125         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8126         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8127         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8128         size += bset->n_div * (2 + dim);
8129
8130         return size;
8131 }
8132
8133 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8134 {
8135         int i;
8136         int size = 0;
8137
8138         if (!set)
8139                 return -1;
8140
8141         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8142                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8143
8144         return size;
8145 }
8146
8147 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8148  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8149  */
8150 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8151         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8152 {
8153         int i;
8154
8155         if (!bmap)
8156                 return -1;
8157
8158         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8159
8160         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8161
8162         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8163                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8164                         continue;
8165                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8166                         return 1;
8167         }
8168
8169         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8170                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8171                         return 1;
8172
8173         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8174                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8175                 if (sgn > 0)
8176                         lower = 1;
8177                 if (sgn < 0)
8178                         upper = 1;
8179         }
8180
8181         return lower && upper;
8182 }
8183
8184 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8185         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8186 {
8187         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
8188 }
8189
8190 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8191         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8192 {
8193         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
8194 }
8195
8196 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8197         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8198 {
8199         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
8200 }
8201
8202 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
8203         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8204 {
8205         int i;
8206
8207         if (!map)
8208                 return -1;
8209
8210         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8211                 int bounded;
8212                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
8213                 if (bounded < 0 || !bounded)
8214                         return bounded;
8215         }
8216
8217         return 1;
8218 }
8219
8220 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
8221  * and a lower bound.
8222  */
8223 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
8224         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8225 {
8226         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
8227 }
8228
8229 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
8230         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
8231         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8232                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
8233 {
8234         int i;
8235
8236         if (!map)
8237                 return -1;
8238
8239         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8240                 int bounded;
8241                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
8242                 if (bounded < 0 || bounded)
8243                         return bounded;
8244         }
8245
8246         return 0;
8247 }
8248
8249 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
8250  */
8251 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8252         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8253 {
8254         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
8255 }
8256
8257 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
8258  */
8259 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
8260         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8261 {
8262         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
8263 }
8264
8265 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
8266  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
8267  * elements of the array "signs".
8268  * Sign
8269  *      1 means that the variable is non-negative
8270  *      -1 means that the variable is non-positive
8271  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
8272  */
8273 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8274         unsigned first, unsigned n, int *signs)
8275 {
8276         isl_vec *bound = NULL;
8277         struct isl_tab *tab = NULL;
8278         struct isl_tab_undo *snap;
8279         int i;
8280
8281         if (!bset || !signs)
8282                 return -1;
8283
8284         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
8285         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
8286         if (!bound || !tab)
8287                 goto error;
8288
8289         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
8290         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
8291
8292         snap = isl_tab_snap(tab);
8293         for (i = 0; i < n; ++i) {
8294                 int empty;
8295
8296                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
8297                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8298                         goto error;
8299                 empty = tab->empty;
8300                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8301                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8302                         goto error;
8303
8304                 if (empty) {
8305                         signs[i] = 1;
8306                         continue;
8307                 }
8308
8309                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
8310                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8311                         goto error;
8312                 empty = tab->empty;
8313                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8314                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8315                         goto error;
8316
8317                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
8318         }
8319
8320         isl_tab_free(tab);
8321         isl_vec_free(bound);
8322         return 0;
8323 error:
8324         isl_tab_free(tab);
8325         isl_vec_free(bound);
8326         return -1;
8327 }
8328
8329 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8330         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
8331 {
8332         if (!bset || !signs)
8333                 return -1;
8334         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
8335                 return -1);
8336
8337         first += pos(bset->dim, type) - 1;
8338         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
8339 }
8340
8341 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
8342  * In particular, for each output dimension, check that there is
8343  * an equality that defines the output dimension in terms of
8344  * earlier dimensions.
8345  */
8346 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8347 {
8348         int i, j;
8349         unsigned total;
8350         unsigned n_out;
8351         unsigned o_out;
8352
8353         if (!bmap)
8354                 return -1;
8355
8356         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
8357         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
8358         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8359
8360         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
8361                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
8362                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
8363                                 continue;
8364                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
8365                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
8366                                 break;
8367                 }
8368                 if (j >= bmap->n_eq)
8369                         return 0;
8370         }
8371
8372         return 1;
8373 }
8374
8375 /* Check if the given map is obviously single-valued.
8376  */
8377 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8378 {
8379         if (!map)
8380                 return -1;
8381         if (map->n == 0)
8382                 return 1;
8383         if (map->n >= 2)
8384                 return 0;
8385
8386         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
8387 }
8388
8389 /* Check if the given map is single-valued.
8390  * We simply compute
8391  *
8392  *      M \circ M^-1
8393  *
8394  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
8395  */
8396 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8397 {
8398         isl_dim *dim;
8399         isl_map *test;
8400         isl_map *id;
8401         int sv;
8402
8403         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8404         if (sv < 0 || sv)
8405                 return sv;
8406
8407         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
8408         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
8409
8410         dim = isl_dim_map_from_set(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
8411         id = isl_map_identity(dim);
8412
8413         sv = isl_map_is_subset(test, id);
8414
8415         isl_map_free(test);
8416         isl_map_free(id);
8417
8418         return sv;
8419 }
8420
8421 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8422 {
8423         int in;
8424
8425         map = isl_map_copy(map);
8426         map = isl_map_reverse(map);
8427         in = isl_map_is_single_valued(map);
8428         isl_map_free(map);
8429
8430         return in;
8431 }
8432
8433 /* Check if the given map is obviously injective.
8434  */
8435 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8436 {
8437         int in;
8438
8439         map = isl_map_copy(map);
8440         map = isl_map_reverse(map);
8441         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8442         isl_map_free(map);
8443
8444         return in;
8445 }
8446
8447 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8448 {
8449         int sv;
8450
8451         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8452         if (sv < 0 || !sv)
8453                 return sv;
8454
8455         return isl_map_is_injective(map);
8456 }
8457
8458 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8459 {
8460         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8461 }
8462
8463 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8464 {
8465         int ok;
8466         isl_set *delta;
8467
8468         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8469         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8470         isl_set_free(delta);
8471
8472         return ok;
8473 }
8474
8475 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8476 {
8477         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8478                 return 0;
8479         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8480                 return 0;
8481         return 1;
8482 }
8483
8484 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8485 {
8486         int i, j;
8487         unsigned nvar;
8488         unsigned ovar;
8489
8490         if (!bset)
8491                 return -1;
8492
8493         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8494                 return 0;
8495
8496         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8497         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8498         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8499                 int lower = 0, upper = 0;
8500                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8501                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8502                                 continue;
8503                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8504                                 return 0;
8505                         break;
8506                 }
8507                 if (i < bset->n_eq)
8508                         continue;
8509                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8510                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8511                                 continue;
8512                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8513                                 return 0;
8514                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8515                                 lower = 1;
8516                         else
8517                                 upper = 1;
8518                 }
8519                 if (!lower || !upper)
8520                         return 0;
8521         }
8522
8523         return 1;
8524 }
8525
8526 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8527 {
8528         if (!set)
8529                 return -1;
8530         if (set->n != 1)
8531                 return 0;
8532
8533         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8534 }
8535
8536 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8537 {
8538         if (!bset)
8539                 return -1;
8540
8541         return isl_dim_is_wrapping(bset->dim);
8542 }
8543
8544 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8545 {
8546         if (!set)
8547                 return -1;
8548
8549         return isl_dim_is_wrapping(set->dim);
8550 }
8551
8552 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8553 {
8554         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8555         if (!bmap)
8556                 return NULL;
8557
8558         bmap->dim = isl_dim_wrap(bmap->dim);
8559         if (!bmap->dim)
8560                 goto error;
8561
8562         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8563
8564         return (isl_basic_set *)bmap;
8565 error:
8566         isl_basic_map_free(bmap);
8567         return NULL;
8568 }
8569
8570 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
8571 {
8572         int i;
8573
8574         map = isl_map_cow(map);
8575         if (!map)
8576                 return NULL;
8577
8578         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8579                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
8580                 if (!map->p[i])
8581                         goto error;
8582         }
8583         map->dim = isl_dim_wrap(map->dim);
8584         if (!map->dim)
8585                 goto error;
8586
8587         return (isl_set *)map;
8588 error:
8589         isl_map_free(map);
8590         return NULL;
8591 }
8592
8593 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
8594 {
8595         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8596         if (!bset)
8597                 return NULL;
8598
8599         bset->dim = isl_dim_unwrap(bset->dim);
8600         if (!bset->dim)
8601                 goto error;
8602
8603         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8604
8605         return (isl_basic_map *)bset;
8606 error:
8607         isl_basic_set_free(bset);
8608         return NULL;
8609 }
8610
8611 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
8612 {
8613         int i;
8614
8615         if (!set)
8616                 return NULL;
8617
8618         if (!isl_set_is_wrapping(set))
8619                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
8620                         goto error);
8621
8622         set = isl_set_cow(set);
8623         if (!set)
8624                 return NULL;
8625
8626         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8627                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
8628                 if (!set->p[i])
8629                         goto error;
8630         }
8631
8632         set->dim = isl_dim_unwrap(set->dim);
8633         if (!set->dim)
8634                 goto error;
8635
8636         return (isl_map *)set;
8637 error:
8638         isl_set_free(set);
8639         return NULL;
8640 }
8641
8642 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8643         enum isl_dim_type type)
8644 {
8645         if (!bmap)
8646                 return NULL;
8647
8648         if (!isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
8649                 return bmap;
8650
8651         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8652         if (!bmap)
8653                 return NULL;
8654
8655         bmap->dim = isl_dim_reset(bmap->dim, type);
8656         if (!bmap->dim)
8657                 goto error;
8658
8659         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8660
8661         return bmap;
8662 error:
8663         isl_basic_map_free(bmap);
8664         return NULL;
8665 }
8666
8667 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
8668         enum isl_dim_type type)
8669 {
8670         int i;
8671
8672         if (!map)
8673                 return NULL;
8674
8675         if (!isl_dim_is_named_or_nested(map->dim, type))
8676                 return map;
8677
8678         map = isl_map_cow(map);
8679         if (!map)
8680                 return NULL;
8681
8682         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8683                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
8684                 if (!map->p[i])
8685                         goto error;
8686         }
8687         map->dim = isl_dim_reset(map->dim, type);
8688         if (!map->dim)
8689                 goto error;
8690
8691         return map;
8692 error:
8693         isl_map_free(map);
8694         return NULL;
8695 }
8696
8697 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8698 {
8699         if (!bmap)
8700                 return NULL;
8701
8702         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
8703                 return bmap;
8704
8705         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8706         if (!bmap)
8707                 return NULL;
8708
8709         bmap->dim = isl_dim_flatten(bmap->dim);
8710         if (!bmap->dim)
8711                 goto error;
8712
8713         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8714
8715         return bmap;
8716 error:
8717         isl_basic_map_free(bmap);
8718         return NULL;
8719 }
8720
8721 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
8722 {
8723         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
8724 }
8725
8726 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
8727         __isl_take isl_basic_map *bmap)
8728 {
8729         if (!bmap)
8730                 return NULL;
8731
8732         if (!bmap->dim->nested[1])
8733                 return bmap;
8734
8735         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8736         if (!bmap)
8737                 return NULL;
8738
8739         bmap->dim = isl_dim_flatten_range(bmap->dim);
8740         if (!bmap->dim)
8741                 goto error;
8742
8743         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8744
8745         return bmap;
8746 error:
8747         isl_basic_map_free(bmap);
8748         return NULL;
8749 }
8750
8751 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
8752 {
8753         int i;
8754
8755         if (!map)
8756                 return NULL;
8757
8758         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
8759                 return map;
8760
8761         map = isl_map_cow(map);
8762         if (!map)
8763                 return NULL;
8764
8765         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8766                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
8767                 if (!map->p[i])
8768                         goto error;
8769         }
8770         map->dim = isl_dim_flatten(map->dim);
8771         if (!map->dim)
8772                 goto error;
8773
8774         return map;
8775 error:
8776         isl_map_free(map);
8777         return NULL;
8778 }
8779
8780 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
8781 {
8782         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
8783 }
8784
8785 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
8786 {
8787         isl_dim *dim, *flat_dim;
8788         isl_map *map;
8789
8790         dim = isl_set_get_dim(set);
8791         flat_dim = isl_dim_flatten(isl_dim_copy(dim));
8792         map = isl_map_identity(isl_dim_join(isl_dim_reverse(dim), flat_dim));
8793         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8794
8795         return map;
8796 }
8797
8798 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
8799 {
8800         int i;
8801
8802         if (!map)
8803                 return NULL;
8804
8805         if (!map->dim->nested[1])
8806                 return map;
8807
8808         map = isl_map_cow(map);
8809         if (!map)
8810                 return NULL;
8811
8812         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8813                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
8814                 if (!map->p[i])
8815                         goto error;
8816         }
8817         map->dim = isl_dim_flatten_range(map->dim);
8818         if (!map->dim)
8819                 goto error;
8820
8821         return map;
8822 error:
8823         isl_map_free(map);
8824         return NULL;
8825 }
8826
8827 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
8828  * and set the dimension specification to "dim".
8829  */
8830 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8831         __isl_take isl_dim *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
8832 {
8833         isl_basic_map *res;
8834
8835         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8836         if (!bmap || !dim || !dim_map)
8837                 goto error;
8838
8839         res = isl_basic_map_alloc_dim(dim,
8840                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
8841         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
8842         res = isl_basic_map_finalize(res);
8843         return res;
8844 error:
8845         free(dim_map);
8846         isl_basic_map_free(bmap);
8847         isl_dim_free(dim);
8848         return NULL;
8849 }
8850
8851 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
8852  */
8853 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
8854         __isl_take isl_reordering *r)
8855 {
8856         int i;
8857         struct isl_dim_map *dim_map;
8858
8859         map = isl_map_cow(map);
8860         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
8861         if (!map || !r || !dim_map)
8862                 goto error;
8863
8864         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8865                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
8866
8867                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
8868
8869                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
8870                                             isl_dim_copy(r->dim), dim_map_i);
8871
8872                 if (!map->p[i])
8873                         goto error;
8874         }
8875
8876         map = isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(r->dim));
8877
8878         isl_reordering_free(r);
8879         free(dim_map);
8880         return map;
8881 error:
8882         free(dim_map);
8883         isl_map_free(map);
8884         isl_reordering_free(r);
8885         return NULL;
8886 }
8887
8888 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
8889         __isl_take isl_reordering *r)
8890 {
8891         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
8892 }
8893
8894 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
8895         __isl_take isl_dim *model)
8896 {
8897         isl_ctx *ctx;
8898
8899         if (!map || !model)
8900                 goto error;
8901
8902         ctx = isl_dim_get_ctx(model);
8903         if (!isl_dim_has_named_params(model))
8904                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8905                         "model has unnamed parameters", goto error);
8906         if (!isl_dim_has_named_params(map->dim))
8907                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8908                         "relation has unnamed parameters", goto error);
8909         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
8910                 isl_reordering *exp;
8911
8912                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_in,
8913                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_in));
8914                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_out,
8915                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_out));
8916                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
8917                 exp = isl_reordering_extend_dim(exp, isl_map_get_dim(map));
8918                 map = isl_map_realign(map, exp);
8919         }
8920
8921         isl_dim_free(model);
8922         return map;
8923 error:
8924         isl_dim_free(model);
8925         isl_map_free(map);
8926         return NULL;
8927 }
8928
8929 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
8930         __isl_take isl_dim *model)
8931 {
8932         return isl_map_align_params(set, model);
8933 }
8934
8935 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
8936                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8937                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8938                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8939 {
8940         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8941         struct isl_mat *mat;
8942         int i, j, k;
8943         int pos;
8944
8945         if (!bmap)
8946                 return NULL;
8947         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
8948                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8949         if (!mat)
8950                 return NULL;
8951         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8952                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8953                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8954                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8955                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8956                                             bmap->eq[i][off + k]);
8957                                 ++pos;
8958                         }
8959                 }
8960
8961         return mat;
8962 }
8963
8964 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
8965                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8966                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8967                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8968 {
8969         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8970         struct isl_mat *mat;
8971         int i, j, k;
8972         int pos;
8973
8974         if (!bmap)
8975                 return NULL;
8976         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
8977                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8978         if (!mat)
8979                 return NULL;
8980         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8981                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8982                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8983                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8984                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8985                                             bmap->ineq[i][off + k]);
8986                                 ++pos;
8987                         }
8988                 }
8989
8990         return mat;
8991 }
8992
8993 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
8994         __isl_take isl_dim *dim,
8995         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8996         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8997         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8998 {
8999         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9000         isl_basic_map *bmap;
9001         unsigned total;
9002         unsigned extra;
9003         int i, j, k, l;
9004         int pos;
9005
9006         if (!dim || !eq || !ineq)
9007                 goto error;
9008
9009         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9010                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9011                         "equalities and inequalities matrices should have "
9012                         "same number of columns", goto error);
9013
9014         total = 1 + isl_dim_total(dim);
9015
9016         if (eq->n_col < total)
9017                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9018                         "number of columns too small", goto error);
9019
9020         extra = eq->n_col - total;
9021
9022         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), extra,
9023                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9024         if (!bmap)
9025                 goto error;
9026         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9027                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9028                 if (k < 0)
9029                         goto error;
9030                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
9031         }
9032         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
9033                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9034                 if (l < 0)
9035                         goto error;
9036                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9037                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9038                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9039                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
9040                                             eq->row[i][pos]);
9041                                 ++pos;
9042                         }
9043                 }
9044         }
9045         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
9046                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9047                 if (l < 0)
9048                         goto error;
9049                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9050                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9051                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9052                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
9053                                             ineq->row[i][pos]);
9054                                 ++pos;
9055                         }
9056                 }
9057         }
9058
9059         isl_dim_free(dim);
9060         isl_mat_free(eq);
9061         isl_mat_free(ineq);
9062
9063         return bmap;
9064 error:
9065         isl_dim_free(dim);
9066         isl_mat_free(eq);
9067         isl_mat_free(ineq);
9068         return NULL;
9069 }
9070
9071 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
9072         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9073         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9074 {
9075         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9076                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9077 }
9078
9079 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
9080         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9081         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9082 {
9083         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9084                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9085 }
9086
9087 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
9088         __isl_take isl_dim *dim,
9089         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9090         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9091 {
9092         return (isl_basic_set*)
9093             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
9094                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9095 }
9096
9097 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9098 {
9099         if (!bmap)
9100                 return -1;
9101
9102         return isl_dim_can_zip(bmap->dim);
9103 }
9104
9105 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
9106 {
9107         if (!map)
9108                 return -1;
9109
9110         return isl_dim_can_zip(map->dim);
9111 }
9112
9113 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
9114  * (A -> C) -> (B -> D).
9115  */
9116 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9117 {
9118         unsigned pos;
9119         unsigned n1;
9120         unsigned n2;
9121
9122         if (!bmap)
9123                 return NULL;
9124
9125         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
9126                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
9127                         "basic map cannot be zipped", goto error);
9128         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
9129                 isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
9130         n1 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
9131         n2 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
9132         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
9133         if (!bmap)
9134                 return NULL;
9135         bmap->dim = isl_dim_zip(bmap->dim);
9136         if (!bmap->dim)
9137                 goto error;
9138         return bmap;
9139 error:
9140         isl_basic_map_free(bmap);
9141         return NULL;
9142 }
9143
9144 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
9145  * (A -> C) -> (B -> D).
9146  */
9147 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
9148 {
9149         int i;
9150
9151         if (!map)
9152                 return NULL;
9153
9154         if (!isl_map_can_zip(map))
9155                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
9156                         goto error);
9157
9158         map = isl_map_cow(map);
9159         if (!map)
9160                 return NULL;
9161
9162         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9163                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
9164                 if (!map->p[i])
9165                         goto error;
9166         }
9167
9168         map->dim = isl_dim_zip(map->dim);
9169         if (!map->dim)
9170                 goto error;
9171
9172         return map;
9173 error:
9174         isl_map_free(map);
9175         return NULL;
9176 }
9177
9178 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
9179  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
9180  */
9181 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
9182 {
9183         int k;
9184         int pos;
9185         isl_local_space *ls;
9186         isl_basic_map *bmap;
9187
9188         if (!aff)
9189                 return NULL;
9190
9191         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
9192         ls = isl_local_space_from_domain(ls);
9193         ls = isl_local_space_add_dims(ls, isl_dim_out, 1);
9194         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
9195         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
9196         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9197         if (k < 0)
9198                 goto error;
9199
9200         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9201         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
9202         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
9203         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
9204                     aff->v->size - (pos + 1));
9205
9206         isl_aff_free(aff);
9207         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9208         return bmap;
9209 error:
9210         isl_aff_free(aff);
9211         isl_basic_map_free(bmap);
9212         return NULL;
9213 }
9214
9215 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
9216  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
9217  * where each coordinate in the range is prescribed by the
9218  * corresponding affine expression.
9219  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
9220  * domain_dim.
9221  */
9222 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
9223         __isl_take isl_dim *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
9224 {
9225         int i;
9226         isl_dim *dim;
9227         isl_basic_map *bmap;
9228
9229         if (!list)
9230                 return NULL;
9231
9232         dim = isl_dim_from_domain(domain_dim);
9233         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
9234
9235         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
9236                 isl_aff *aff;
9237                 isl_basic_map *bmap_i;
9238
9239                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
9240                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
9241
9242                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
9243         }
9244
9245         isl_aff_list_free(list);
9246         return bmap;
9247 }
9248
9249 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
9250         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9251 {
9252         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
9253 }
9254
9255 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
9256  */
9257 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
9258         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9259 {
9260         isl_basic_map *bmap = NULL;
9261         int i;
9262
9263         if (!map)
9264                 return NULL;
9265
9266         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9267                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9268                         "index out of bounds", goto error);
9269         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9270                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9271                         "index out of bounds", goto error);
9272
9273         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), 0, 1, 0);
9274         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9275         if (i < 0)
9276                 goto error;
9277         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9278         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9279         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9280         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
9281         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9282         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9283
9284         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9285
9286         return map;
9287 error:
9288         isl_basic_map_free(bmap);
9289         isl_map_free(map);
9290         return NULL;
9291 }
9292
9293 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
9294  */
9295 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
9296         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9297 {
9298         isl_basic_map *bmap = NULL;
9299         int i;
9300
9301         if (!map)
9302                 return NULL;
9303
9304         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9305                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9306                         "index out of bounds", goto error);
9307         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9308                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9309                         "index out of bounds", goto error);
9310
9311         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), 0, 1, 0);
9312         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9313         if (i < 0)
9314                 goto error;
9315         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9316         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9317         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9318         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
9319         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9320         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9321
9322         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9323
9324         return map;
9325 error:
9326         isl_basic_map_free(bmap);
9327         isl_map_free(map);
9328         return NULL;
9329 }