isl_map.c

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