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