isl_map.c

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