isl_map.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
  10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France
  11  */
  12
  13 #include <string.h>
  14 #include <isl_ctx_private.h>
  15 #include <isl_map_private.h>
  16 #include <isl/blk.h>
  17 #include "isl_dim_private.h"
  18 #include "isl_equalities.h"
  19 #include <isl_list_private.h>
  20 #include <isl/lp.h>
  21 #include <isl/seq.h>
  22 #include <isl/set.h>
  23 #include <isl/map.h>
  24 #include "isl_map_piplib.h"
  25 #include <isl_reordering.h>
  26 #include "isl_sample.h"
  27 #include "isl_tab.h"
  28 #include <isl/vec.h>
  29 #include <isl_mat_private.h>
  30 #include <isl_dim_map.h>
  31 #include <isl_local_space_private.h>
  32 #include <isl_aff_private.h>
  33
  34 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  35 {
  36         switch (type) {
  37         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  38         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  39         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  40         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  41         default:                return 0;
  42         }
  43 }
  44
  45 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  46 {
  47         switch (type) {
  48         case isl_dim_param:     return 1;
  49         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  50         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  51         default:                return 0;
  52         }
  53 }
  54
  55 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
  56                                 enum isl_dim_type type)
  57 {
  58         if (!bmap)
  59                 return 0;
  60         switch (type) {
  61         case isl_dim_cst:       return 1;
  62         case isl_dim_param:
  63         case isl_dim_in:
  64         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
  65         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
  66         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
  67         default:                return 0;
  68         }
  69 }
  70
  71 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
  72 {
  73         return map ? n(map->dim, type) : 0;
  74 }
  75
  76 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
  77 {
  78         return set ? n(set->dim, type) : 0;
  79 }
  80
  81 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
  82                                         enum isl_dim_type type)
  83 {
  84         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
  85         switch (type) {
  86         case isl_dim_cst:       return 0;
  87         case isl_dim_param:     return 1;
  88         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  89         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  90         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  91         default:                return 0;
  92         }
  93 }
  94
  95 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
  96                                         enum isl_dim_type type)
  97 {
  98         return isl_basic_map_offset(bset, type);
  99 }
 100
 101 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 102 {
 103         return pos(map->dim, type);
 104 }
 105
 106 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 107                                 enum isl_dim_type type)
 108 {
 109         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 110 }
 111
 112 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 113 {
 114         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 115 }
 116
 117 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 118 {
 119         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 120 }
 121
 122 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 123 {
 124         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 125 }
 126
 127 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 128 {
 129         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 130 }
 131
 132 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 133 {
 134         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 135 }
 136
 137 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 138 {
 139         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
 140 }
 141
 142 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 143 {
 144         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
 145 }
 146
 147 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 148 {
 149         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
 150 }
 151
 152 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 153 {
 154         return bmap ? bmap->n_div : 0;
 155 }
 156
 157 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 158 {
 159         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 160 }
 161
 162 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 163 {
 164         return map->dim->n_in;
 165 }
 166
 167 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 168 {
 169         return map->dim->n_out;
 170 }
 171
 172 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 173 {
 174         return map->dim->nparam;
 175 }
 176
 177 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 178 {
 179         int m;
 180         if (!map || !set)
 181                 return -1;
 182         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 183         if (m < 0 || !m)
 184                 return m;
 185         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
 186 }
 187
 188 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 189                 struct isl_basic_set *bset)
 190 {
 191         int m;
 192         if (!bmap || !bset)
 193                 return -1;
 194         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 195         if (m < 0 || !m)
 196                 return m;
 197         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
 198 }
 199
 200 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
 201 {
 202         int m;
 203         if (!map || !set)
 204                 return -1;
 205         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 206         if (m < 0 || !m)
 207                 return m;
 208         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
 209 }
 210
 211 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 212                 struct isl_basic_set *bset)
 213 {
 214         int m;
 215         if (!bmap || !bset)
 216                 return -1;
 217         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 218         if (m < 0 || !m)
 219                 return m;
 220         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
 221 }
 222
 223 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 224 {
 225         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
 226 }
 227
 228 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 229 {
 230         return bset ? bset->ctx : NULL;
 231 }
 232
 233 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
 234 {
 235         return map ? map->ctx : NULL;
 236 }
 237
 238 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
 239 {
 240         return set ? set->ctx : NULL;
 241 }
 242
 243 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 244 {
 245         if (!bmap)
 246                 return NULL;
 247         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 248 }
 249
 250 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 251 {
 252         if (!bset)
 253                 return NULL;
 254         return isl_dim_copy(bset->dim);
 255 }
 256
 257 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
 258         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
 259 {
 260         int i;
 261         isl_local_space *ls;
 262         unsigned total;
 263
 264         if (!bmap)
 265                 return NULL;
 266
 267         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
 268         ls = isl_local_space_alloc(isl_dim_copy(bmap->dim), bmap->n_div);
 269         if (!ls)
 270                 return NULL;
 271
 272         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 273                 isl_seq_cpy(ls->div->row[i], bmap->div[i], 2 + total);
 274
 275         return ls;
 276 }
 277
 278 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
 279         __isl_keep isl_basic_set *bset)
 280 {
 281         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
 282 }
 283
 284 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
 285         __isl_take isl_local_space *ls)
 286 {
 287         int i;
 288         int n_div;
 289         isl_basic_map *bmap;
 290
 291         if (!ls)
 292                 return NULL;
 293
 294         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
 295         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_local_space_get_dim(ls),
 296                                         n_div, 0, 2 * n_div);
 297
 298         for (i = 0; i < n_div; ++i)
 299                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
 300                         goto error;
 301
 302         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
 303                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
 304                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
 305                         goto error;
 306         }
 307
 308         isl_local_space_free(ls);
 309         return bmap;
 310 error:
 311         isl_local_space_free(ls);
 312         isl_basic_map_free(bmap);
 313         return NULL;
 314 }
 315
 316 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
 317         __isl_take isl_local_space *ls)
 318 {
 319         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
 320 }
 321
 322 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 323 {
 324         if (!map)
 325                 return NULL;
 326         return isl_dim_copy(map->dim);
 327 }
 328
 329 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 330 {
 331         if (!set)
 332                 return NULL;
 333         return isl_dim_copy(set->dim);
 334 }
 335
 336 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
 337         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
 338 {
 339         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
 340         if (!bmap)
 341                 return NULL;
 342         bmap->dim = isl_dim_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
 343         if (!bmap->dim)
 344                 goto error;
 345         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
 346         return bmap;
 347 error:
 348         isl_basic_map_free(bmap);
 349         return NULL;
 350 }
 351
 352 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
 353         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
 354 {
 355         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
 356 }
 357
 358 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 359         enum isl_dim_type type)
 360 {
 361         return bmap ? isl_dim_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
 362 }
 363
 364 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
 365         enum isl_dim_type type, const char *s)
 366 {
 367         int i;
 368
 369         map = isl_map_cow(map);
 370         if (!map)
 371                 return NULL;
 372
 373         map->dim = isl_dim_set_tuple_name(map->dim, type, s);
 374         if (!map->dim)
 375                 goto error;
 376
 377         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 378                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
 379                 if (!map->p[i])
 380                         goto error;
 381         }
 382
 383         return map;
 384 error:
 385         isl_map_free(map);
 386         return NULL;
 387 }
 388
 389 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
 390         enum isl_dim_type type)
 391 {
 392         return map ? isl_dim_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
 393 }
 394
 395 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
 396         const char *s)
 397 {
 398         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
 399 }
 400
 401 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 402 {
 403         return bset ? isl_dim_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
 404 }
 405
 406 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
 407 {
 408         return set ? isl_dim_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
 409 }
 410
 411 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 412         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 413 {
 414         return bmap ? isl_dim_get_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
 415 }
 416
 417 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 418         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 419 {
 420         return bset ? isl_dim_get_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
 421 }
 422
 423 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
 424         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 425 {
 426         return map ? isl_dim_get_name(map->dim, type, pos) : NULL;
 427 }
 428
 429 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
 430         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 431 {
 432         return set ? isl_dim_get_name(set->dim, type, pos) : NULL;
 433 }
 434
 435 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 436         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 437         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 438 {
 439         if (!bmap)
 440                 return NULL;
 441         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 442         if (!bmap->dim)
 443                 goto error;
 444         return bmap;
 445 error:
 446         isl_basic_map_free(bmap);
 447         return NULL;
 448 }
 449
 450 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 451         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 452 {
 453         int i;
 454
 455         if (!map)
 456                 return NULL;
 457
 458         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 459         if (!map->dim)
 460                 goto error;
 461
 462         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 463                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 464                 if (!map->p[i])
 465                         goto error;
 466         }
 467
 468         return map;
 469 error:
 470         isl_map_free(map);
 471         return NULL;
 472 }
 473
 474 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 475         __isl_take isl_basic_set *bset,
 476         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 477 {
 478         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 479                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 480 }
 481
 482 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 483         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 484 {
 485         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 486 }
 487
 488 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 489 {
 490         if (!bmap)
 491                 return -1;
 492         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 493 }
 494
 495 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 496 {
 497         return isl_basic_map_is_rational(bset);
 498 }
 499
 500 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 501                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 502                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 503 {
 504         int i;
 505         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 506
 507         bmap->ctx = ctx;
 508         isl_ctx_ref(ctx);
 509
 510         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 511         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 512                 goto error;
 513
 514         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 515         if (!bmap->ineq)
 516                 goto error;
 517
 518         if (extra == 0) {
 519                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 520                 bmap->div = NULL;
 521         } else {
 522                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 523                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 524                         goto error;
 525
 526                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 527                 if (!bmap->div)
 528                         goto error;
 529         }
 530
 531         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 532                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 533
 534         for (i = 0; i < extra; ++i)
 535                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 536
 537         bmap->ref = 1;
 538         bmap->flags = 0;
 539         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 540         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 541         bmap->extra = extra;
 542         bmap->n_eq = 0;
 543         bmap->n_ineq = 0;
 544         bmap->n_div = 0;
 545         bmap->sample = NULL;
 546
 547         return bmap;
 548 error:
 549         isl_basic_map_free(bmap);
 550         return NULL;
 551 }
 552
 553 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 554                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 555                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 556 {
 557         struct isl_basic_map *bmap;
 558         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 559         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 560 }
 561
 562 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 563                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 564 {
 565         struct isl_basic_map *bmap;
 566         if (!dim)
 567                 return NULL;
 568         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
 569         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 570         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 571 error:
 572         isl_dim_free(dim);
 573         return NULL;
 574 }
 575
 576 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 577                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 578 {
 579         struct isl_basic_map *bmap;
 580
 581         if (!dim)
 582                 return NULL;
 583         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 584         if (!bmap)
 585                 goto error;
 586         bmap->dim = dim;
 587
 588         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 589 error:
 590         isl_dim_free(dim);
 591         return NULL;
 592 }
 593
 594 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 595                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 596                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 597 {
 598         struct isl_basic_map *bmap;
 599         struct isl_dim *dim;
 600
 601         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 602         if (!dim)
 603                 return NULL;
 604
 605         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 606         return bmap;
 607 }
 608
 609 static void dup_constraints(
 610                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 611 {
 612         int i;
 613         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 614
 615         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 616                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 617                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 618         }
 619
 620         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 621                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 622                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 623         }
 624
 625         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 626                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 627                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 628         }
 629         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 630 }
 631
 632 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 633 {
 634         struct isl_basic_map *dup;
 635
 636         if (!bmap)
 637                 return NULL;
 638         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 639                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 640         if (!dup)
 641                 return NULL;
 642         dup_constraints(dup, bmap);
 643         dup->flags = bmap->flags;
 644         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 645         return dup;
 646 }
 647
 648 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 649 {
 650         struct isl_basic_map *dup;
 651
 652         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 653         return (struct isl_basic_set *)dup;
 654 }
 655
 656 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 657 {
 658         if (!bset)
 659                 return NULL;
 660
 661         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 662                 bset->ref++;
 663                 return bset;
 664         }
 665         return isl_basic_set_dup(bset);
 666 }
 667
 668 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 669 {
 670         if (!set)
 671                 return NULL;
 672
 673         set->ref++;
 674         return set;
 675 }
 676
 677 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 678 {
 679         if (!bmap)
 680                 return NULL;
 681
 682         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 683                 bmap->ref++;
 684                 return bmap;
 685         }
 686         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 687         if (bmap)
 688                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 689         return bmap;
 690 }
 691
 692 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 693 {
 694         if (!map)
 695                 return NULL;
 696
 697         map->ref++;
 698         return map;
 699 }
 700
 701 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 702 {
 703         if (!bmap)
 704                 return;
 705
 706         if (--bmap->ref > 0)
 707                 return;
 708
 709         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 710         free(bmap->div);
 711         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 712         free(bmap->ineq);
 713         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 714         isl_vec_free(bmap->sample);
 715         isl_dim_free(bmap->dim);
 716         free(bmap);
 717 }
 718
 719 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 720 {
 721         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 722 }
 723
 724 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 725 {
 726         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 727 }
 728
 729 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 730 {
 731         struct isl_ctx *ctx;
 732         if (!bmap)
 733                 return -1;
 734         ctx = bmap->ctx;
 735         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 736         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 737                         return -1);
 738         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 739         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 740         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 741         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 742         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 743         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 744                 isl_int *t;
 745                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 746                 if (j < 0)
 747                         return -1;
 748                 t = bmap->ineq[j];
 749                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 750                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 751                 bmap->eq[-1] = t;
 752                 bmap->n_eq++;
 753                 bmap->n_ineq--;
 754                 bmap->eq--;
 755                 return 0;
 756         }
 757         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 758                       bmap->extra - bmap->n_div);
 759         return bmap->n_eq++;
 760 }
 761
 762 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 763 {
 764         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 765 }
 766
 767 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 768 {
 769         if (!bmap)
 770                 return -1;
 771         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 772         bmap->n_eq -= n;
 773         return 0;
 774 }
 775
 776 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 777 {
 778         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 779 }
 780
 781 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 782 {
 783         isl_int *t;
 784         if (!bmap)
 785                 return -1;
 786         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 787
 788         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 789                 t = bmap->eq[pos];
 790                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 791                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 792         }
 793         bmap->n_eq--;
 794         return 0;
 795 }
 796
 797 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 798 {
 799         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 800 }
 801
 802 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 803                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 804 {
 805         isl_int *t;
 806
 807         t = bmap->ineq[pos];
 808         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 809         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 810         bmap->eq[-1] = t;
 811         bmap->n_eq++;
 812         bmap->n_ineq--;
 813         bmap->eq--;
 814         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 815         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 816         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 817         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 818 }
 819
 820 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 821 {
 822         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 823 }
 824
 825 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 826 {
 827         struct isl_ctx *ctx;
 828         if (!bmap)
 829                 return -1;
 830         ctx = bmap->ctx;
 831         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 832         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 833         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 834         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 835         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 836         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 837                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 838                       bmap->extra - bmap->n_div);
 839         return bmap->n_ineq++;
 840 }
 841
 842 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 843 {
 844         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 845 }
 846
 847 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 848 {
 849         if (!bmap)
 850                 return -1;
 851         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 852         bmap->n_ineq -= n;
 853         return 0;
 854 }
 855
 856 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 857 {
 858         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 859 }
 860
 861 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 862 {
 863         isl_int *t;
 864         if (!bmap)
 865                 return -1;
 866         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 867
 868         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 869                 t = bmap->ineq[pos];
 870                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 871                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 872                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 873         }
 874         bmap->n_ineq--;
 875         return 0;
 876 }
 877
 878 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 879 {
 880         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 881 }
 882
 883 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 884         isl_int *eq)
 885 {
 886         int k;
 887
 888         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 889         if (!bmap)
 890                 return NULL;
 891         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 892         if (k < 0)
 893                 goto error;
 894         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 895         return bmap;
 896 error:
 897         isl_basic_map_free(bmap);
 898         return NULL;
 899 }
 900
 901 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 902         isl_int *eq)
 903 {
 904         return (isl_basic_set *)
 905                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 906 }
 907
 908 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 909         isl_int *ineq)
 910 {
 911         int k;
 912
 913         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 914         if (!bmap)
 915                 return NULL;
 916         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 917         if (k < 0)
 918                 goto error;
 919         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 920         return bmap;
 921 error:
 922         isl_basic_map_free(bmap);
 923         return NULL;
 924 }
 925
 926 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 927         isl_int *ineq)
 928 {
 929         return (isl_basic_set *)
 930                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 931 }
 932
 933 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 934 {
 935         if (!bmap)
 936                 return -1;
 937         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 938         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 939                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 940                       bmap->extra - bmap->n_div);
 941         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 942         return bmap->n_div++;
 943 }
 944
 945 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 946 {
 947         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 948 }
 949
 950 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 951 {
 952         if (!bmap)
 953                 return -1;
 954         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 955         bmap->n_div -= n;
 956         return 0;
 957 }
 958
 959 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 960 {
 961         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 962 }
 963
 964 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 965  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 966  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 967  * variables.
 968  */
 969 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 970                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 971                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 972 {
 973         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 974         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 975         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 976         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 977         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 978         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 979         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 980         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 981         if (dst_nparam > src_nparam)
 982                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 983                                 dst_nparam - src_nparam);
 984         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 985         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 986                     src+1+src_nparam,
 987                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 988         if (dst_in-in_off > src_in)
 989                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 990                                 dst_in - in_off - src_in);
 991         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 992         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 993                     src+1+src_nparam+src_in,
 994                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 995         if (dst_out-out_off > src_out)
 996                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 997                                 dst_out - out_off - src_out);
 998         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 999         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1000                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1001                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1002         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1003                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1004                                 div_off+src_map->n_div,
1005                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1006 }
1007
1008 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1009                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1010                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1011 {
1012         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1013         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1014 }
1015
1016 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1017                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1018 {
1019         int i;
1020         unsigned div_off;
1021
1022         if (!bmap1 || !bmap2)
1023                 goto error;
1024
1025         div_off = bmap1->n_div;
1026
1027         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1028                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1029                 if (i1 < 0)
1030                         goto error;
1031                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1032                                 i_pos, o_pos, div_off);
1033         }
1034
1035         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1036                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1037                 if (i1 < 0)
1038                         goto error;
1039                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1040                                 i_pos, o_pos, div_off);
1041         }
1042
1043         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1044                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1045                 if (i1 < 0)
1046                         goto error;
1047                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1048                          i_pos, o_pos, div_off);
1049         }
1050
1051         isl_basic_map_free(bmap2);
1052
1053         return bmap1;
1054
1055 error:
1056         isl_basic_map_free(bmap1);
1057         isl_basic_map_free(bmap2);
1058         return NULL;
1059 }
1060
1061 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1062                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1063 {
1064         return (struct isl_basic_set *)
1065                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1066                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1067 }
1068
1069 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
1070                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1071                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1072 {
1073         struct isl_basic_map *ext;
1074         unsigned flags;
1075         int dims_ok;
1076
1077         if (!dim)
1078                 goto error;
1079
1080         if (!base)
1081                 goto error;
1082
1083         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
1084                   base->extra >= base->n_div + extra;
1085
1086         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1087                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1088                 isl_dim_free(dim);
1089                 return base;
1090         }
1091
1092         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1093         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1094         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1095         extra += base->extra;
1096         n_eq += base->n_eq;
1097         n_ineq += base->n_ineq;
1098
1099         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1100         dim = NULL;
1101         if (!ext)
1102                 goto error;
1103
1104         if (dims_ok)
1105                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1106         flags = base->flags;
1107         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1108         if (ext) {
1109                 ext->flags = flags;
1110                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1111         }
1112
1113         return ext;
1114
1115 error:
1116         isl_dim_free(dim);
1117         isl_basic_map_free(base);
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1122                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1123                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1124 {
1125         return (struct isl_basic_set *)
1126                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1127                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1128 }
1129
1130 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1131                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1132 {
1133         if (!base)
1134                 return NULL;
1135         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1136                                         0, n_eq, n_ineq);
1137 }
1138
1139 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1140                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1141                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1142 {
1143         struct isl_basic_map *bmap;
1144         struct isl_dim *dim;
1145
1146         if (!base)
1147                 return NULL;
1148         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1149         if (!dim)
1150                 goto error;
1151
1152         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1153         return bmap;
1154 error:
1155         isl_basic_map_free(base);
1156         return NULL;
1157 }
1158
1159 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1160                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1161                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1162 {
1163         return (struct isl_basic_set *)
1164                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1165                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1166 }
1167
1168 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1169                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1170 {
1171         return (struct isl_basic_set *)
1172                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1173                                                     n_eq, n_ineq);
1174 }
1175
1176 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1177 {
1178         return (struct isl_basic_set *)
1179                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1180 }
1181
1182 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1183 {
1184         if (!bmap)
1185                 return NULL;
1186
1187         if (bmap->ref > 1) {
1188                 bmap->ref--;
1189                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1190         }
1191         if (bmap)
1192                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1193         return bmap;
1194 }
1195
1196 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1197 {
1198         if (!set)
1199                 return NULL;
1200
1201         if (set->ref == 1)
1202                 return set;
1203         set->ref--;
1204         return isl_set_dup(set);
1205 }
1206
1207 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1208 {
1209         if (!map)
1210                 return NULL;
1211
1212         if (map->ref == 1)
1213                 return map;
1214         map->ref--;
1215         return isl_map_dup(map);
1216 }
1217
1218 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1219                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1220 {
1221         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1222         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1223         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1224 }
1225
1226 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1227         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1228 {
1229         int i;
1230         struct isl_blk blk;
1231
1232         if (!bmap)
1233                 goto error;
1234
1235         isl_assert(bmap->ctx,
1236                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1237
1238         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1239                 return bmap;
1240
1241         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1242         if (!bmap)
1243                 return NULL;
1244
1245         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1246         if (isl_blk_is_error(blk))
1247                 goto error;
1248
1249         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1250                 swap_vars(blk,
1251                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1252
1253         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1254                 swap_vars(blk,
1255                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1256
1257         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1258                 swap_vars(blk,
1259                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1260
1261         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1262
1263         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1264         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1265         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1266 error:
1267         isl_basic_map_free(bmap);
1268         return NULL;
1269 }
1270
1271 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1272         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1273 {
1274         unsigned dim;
1275         unsigned nparam;
1276
1277         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1278         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1279         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1280
1281         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1282 error:
1283         isl_basic_set_free(bset);
1284         return NULL;
1285 }
1286
1287 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1288 {
1289         int i = 0;
1290         unsigned total;
1291         if (!bmap)
1292                 goto error;
1293         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1294         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1295         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1296         if (bmap->n_eq > 0)
1297                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1298         else {
1299                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1300                 if (i < 0)
1301                         goto error;
1302         }
1303         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1304         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1305         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1306         isl_vec_free(bmap->sample);
1307         bmap->sample = NULL;
1308         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1309 error:
1310         isl_basic_map_free(bmap);
1311         return NULL;
1312 }
1313
1314 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1315 {
1316         return (struct isl_basic_set *)
1317                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1318 }
1319
1320 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1321 {
1322         int i;
1323         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1324         isl_int *t = bmap->div[a];
1325         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1326         bmap->div[b] = t;
1327
1328         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1329                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1330
1331         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1332                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1333
1334         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1335                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1336         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1337 }
1338
1339 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1340  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1341  * are not removed.
1342  */
1343 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1344         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1345 {
1346         int i;
1347
1348         if (!map)
1349                 return NULL;
1350         if (n == 0)
1351                 return map;
1352
1353         map = isl_map_cow(map);
1354         if (!map)
1355                 return NULL;
1356         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1357         first += pos(map->dim, type) - 1;
1358
1359         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1360                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1361                 if (!map->p[i])
1362                         goto error;
1363         }
1364         return map;
1365 error:
1366         isl_map_free(map);
1367         return NULL;
1368 }
1369
1370 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1371  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1372  * are not removed.
1373  */
1374 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1375         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1376 {
1377         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1378 }
1379
1380 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1381  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1382  * are not removed.
1383  */
1384 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1385         unsigned first, unsigned n)
1386 {
1387         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1388 }
1389
1390 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1391         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1392 {
1393         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap, isl_dim_total(bmap->dim),
1394                                                 bmap->n_div);
1395         if (!bmap)
1396                 return NULL;
1397         bmap->n_div = 0;
1398         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1399 }
1400
1401 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1402         __isl_take isl_basic_set *bset)
1403 {
1404         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1405                         (struct isl_basic_map *)bset);
1406 }
1407
1408 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1409 {
1410         int i;
1411
1412         if (!map)
1413                 return NULL;
1414         if (map->n == 0)
1415                 return map;
1416
1417         map = isl_map_cow(map);
1418         if (!map)
1419                 return NULL;
1420
1421         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1422                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1423                 if (!map->p[i])
1424                         goto error;
1425         }
1426         return map;
1427 error:
1428         isl_map_free(map);
1429         return NULL;
1430 }
1431
1432 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1433 {
1434         return isl_map_remove_divs(set);
1435 }
1436
1437 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1438         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1439 {
1440         if (!bmap)
1441                 return NULL;
1442         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1443                         goto error);
1444         if (n == 0)
1445                 return bmap;
1446         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1447                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1448         if (!bmap)
1449                 return bmap;
1450         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1451                 return bmap;
1452         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1453         return bmap;
1454 error:
1455         isl_basic_map_free(bmap);
1456         return NULL;
1457 }
1458
1459 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1460  * any of the given variables.
1461  */
1462 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1463         unsigned first, unsigned n)
1464 {
1465         int i;
1466         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1467
1468         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1469                 return 0;
1470         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1471                 return 1;
1472
1473         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1474                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1475                         continue;
1476                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1477                         return 1;
1478         }
1479
1480         return 0;
1481 }
1482
1483 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1484  * in their definitions.
1485  */
1486 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1487         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1488         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1489 {
1490         int i;
1491
1492         if (!bmap)
1493                 return NULL;
1494         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1495                         goto error);
1496         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1497
1498         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1499                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1500                         continue;
1501                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1502                 if (!bmap)
1503                         return NULL;
1504                 i = bmap->n_div;
1505         }
1506
1507         return bmap;
1508 error:
1509         isl_basic_map_free(bmap);
1510         return NULL;
1511 }
1512
1513 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1514         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1515 {
1516         int i;
1517
1518         if (!map)
1519                 return NULL;
1520         if (map->n == 0)
1521                 return map;
1522
1523         map = isl_map_cow(map);
1524         if (!map)
1525                 return NULL;
1526
1527         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1528                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1529                                                                 type, first, n);
1530                 if (!map->p[i])
1531                         goto error;
1532         }
1533         return map;
1534 error:
1535         isl_map_free(map);
1536         return NULL;
1537 }
1538
1539 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1540         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1541 {
1542         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1543                                                               type, first, n);
1544 }
1545
1546 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1547         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1548 {
1549         int i;
1550
1551         if (!bset)
1552                 return -1;
1553
1554         if (first + n > isl_basic_set_dim(bset, type))
1555                 isl_die(bset->ctx, isl_error_invalid,
1556                         "index out of bounds", return -1);
1557
1558         first += isl_basic_set_offset(bset, type);
1559         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1560                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->eq[i] + first, n) >= 0)
1561                         return 1;
1562         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1563                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->ineq[i] + first, n) >= 0)
1564                         return 1;
1565
1566         return 0;
1567 }
1568
1569 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1570         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1571 {
1572         int i;
1573
1574         if (!set)
1575                 return -1;
1576
1577         if (first + n > isl_set_dim(set, type))
1578                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
1579                         "index out of bounds", return -1);
1580
1581         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1582                 int involves = isl_basic_set_involves_dims(set->p[i],
1583                                                             type, first, n);
1584                 if (involves < 0 || !involves)
1585                         return involves;
1586         }
1587
1588         return 1;
1589 }
1590
1591 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1592  * on unknown divs.
1593  */
1594 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1595 {
1596         int i;
1597         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1598
1599         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1600                 return 1;
1601
1602         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1603                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1604                         continue;
1605                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1606                         return 1;
1607         }
1608
1609         return 0;
1610 }
1611
1612 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1613  */
1614 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1615         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1616 {
1617         int i;
1618
1619         if (!bmap)
1620                 return NULL;
1621
1622         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1623                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1624                         continue;
1625                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1626         }
1627
1628         return bmap;
1629 }
1630
1631 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1632 {
1633         int i;
1634
1635         if (!map)
1636                 return NULL;
1637         if (map->n == 0)
1638                 return map;
1639
1640         map = isl_map_cow(map);
1641         if (!map)
1642                 return NULL;
1643
1644         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1645                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1646                 if (!map->p[i])
1647                         goto error;
1648         }
1649         return map;
1650 error:
1651         isl_map_free(map);
1652         return NULL;
1653 }
1654
1655 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1656 {
1657         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1658 }
1659
1660 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1661         __isl_take isl_basic_set *bset,
1662         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1663 {
1664         return (isl_basic_set *)
1665             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1666 }
1667
1668 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1669         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1670 {
1671         int i;
1672
1673         if (n == 0)
1674                 return map;
1675
1676         map = isl_map_cow(map);
1677         if (!map)
1678                 return NULL;
1679         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1680
1681         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1682                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1683                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1684                 if (!map->p[i])
1685                         goto error;
1686         }
1687         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1688         return map;
1689 error:
1690         isl_map_free(map);
1691         return NULL;
1692 }
1693
1694 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1695         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1696 {
1697         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1698 }
1699
1700 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1701 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1702         unsigned first, unsigned n)
1703 {
1704         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1705 }
1706
1707 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1708                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1709 {
1710         const char *name;
1711         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1712         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1713         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1714         if (!pos)
1715                 isl_int_print(out, c, 0);
1716         else {
1717                 if (!isl_int_is_one(c))
1718                         isl_int_print(out, c, 0);
1719                 if (pos < 1 + nparam) {
1720                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1721                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1722                         if (name)
1723                                 fprintf(out, "%s", name);
1724                         else
1725                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1726                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1727                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1728                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1729                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1730                 else
1731                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1732         }
1733 }
1734
1735 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1736                                 int sign, FILE *out)
1737 {
1738         int i;
1739         int first;
1740         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1741         isl_int v;
1742
1743         isl_int_init(v);
1744         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1745                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1746                         continue;
1747                 if (!first)
1748                         fprintf(out, " + ");
1749                 first = 0;
1750                 isl_int_abs(v, c[i]);
1751                 dump_term(bmap, v, i, out);
1752         }
1753         isl_int_clear(v);
1754         if (first)
1755                 fprintf(out, "0");
1756 }
1757
1758 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1759                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1760 {
1761         int i;
1762
1763         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1764
1765         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1766         fprintf(out, " %s ", op);
1767         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1768
1769         fprintf(out, "\n");
1770
1771         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1772                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1773                         continue;
1774                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1775                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1776                 abort();
1777         }
1778 }
1779
1780 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1781                                 isl_int **c, unsigned n,
1782                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1783 {
1784         int i;
1785
1786         for (i = 0; i < n; ++i)
1787                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1788 }
1789
1790 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1791 {
1792         int j;
1793         int first = 1;
1794         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1795
1796         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1797                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1798                         continue;
1799                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1800                         fprintf(out, "+");
1801                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1802                 first = 0;
1803         }
1804 }
1805
1806 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1807 {
1808         int i;
1809
1810         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1811         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1812
1813         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1814                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1815                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1816                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1817                 fprintf(out, ")/");
1818                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1819                 fprintf(out, "]\n");
1820         }
1821 }
1822
1823 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
1824         FILE *out, int indent)
1825 {
1826         if (!bset) {
1827                 fprintf(out, "null basic set\n");
1828                 return;
1829         }
1830
1831         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1832         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1833                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1834                         bset->extra, bset->flags);
1835         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1836 }
1837
1838 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
1839         FILE *out, int indent)
1840 {
1841         if (!bmap) {
1842                 fprintf(out, "null basic map\n");
1843                 return;
1844         }
1845
1846         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1847         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1848                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1849                 bmap->ref,
1850                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1851                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1852         dump(bmap, out, indent);
1853 }
1854
1855 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1856 {
1857         unsigned total;
1858         if (!bmap)
1859                 return -1;
1860         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1861         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1862         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1863         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1864         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1865         return 0;
1866 }
1867
1868 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1869 {
1870         struct isl_set *set;
1871
1872         if (!dim)
1873                 return NULL;
1874         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
1875         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
1876         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1877                         sizeof(struct isl_set) +
1878                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1879         if (!set)
1880                 goto error;
1881
1882         set->ctx = dim->ctx;
1883         isl_ctx_ref(set->ctx);
1884         set->ref = 1;
1885         set->size = n;
1886         set->n = 0;
1887         set->dim = dim;
1888         set->flags = flags;
1889         return set;
1890 error:
1891         isl_dim_free(dim);
1892         return NULL;
1893 }
1894
1895 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1896                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1897 {
1898         struct isl_set *set;
1899         struct isl_dim *dims;
1900
1901         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1902         if (!dims)
1903                 return NULL;
1904
1905         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1906         return set;
1907 }
1908
1909 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1910  */
1911 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1912 {
1913         int i;
1914         struct isl_map *grown = NULL;
1915
1916         if (!map)
1917                 return NULL;
1918         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1919         if (map->n + n <= map->size)
1920                 return map;
1921         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1922         if (!grown)
1923                 goto error;
1924         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1925                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1926                 if (!grown->p[i])
1927                         goto error;
1928                 grown->n++;
1929         }
1930         isl_map_free(map);
1931         return grown;
1932 error:
1933         isl_map_free(grown);
1934         isl_map_free(map);
1935         return NULL;
1936 }
1937
1938 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1939  */
1940 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1941 {
1942         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1943 }
1944
1945 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1946 {
1947         int i;
1948         struct isl_set *dup;
1949
1950         if (!set)
1951                 return NULL;
1952
1953         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1954         if (!dup)
1955                 return NULL;
1956         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1957                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1958         return dup;
1959 }
1960
1961 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1962 {
1963         return isl_map_from_basic_map(bset);
1964 }
1965
1966 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1967 {
1968         struct isl_map *map;
1969
1970         if (!bmap)
1971                 return NULL;
1972
1973         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1974         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1975 }
1976
1977 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1978                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1979 {
1980         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1981                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1982 }
1983
1984 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1985 {
1986         int i;
1987
1988         if (!set)
1989                 return;
1990
1991         if (--set->ref > 0)
1992                 return;
1993
1994         isl_ctx_deref(set->ctx);
1995         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1996                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1997         isl_dim_free(set->dim);
1998         free(set);
1999 }
2000
2001 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2002 {
2003         int i;
2004
2005         if (!set) {
2006                 fprintf(out, "null set\n");
2007                 return;
2008         }
2009
2010         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2011         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2012                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2013                         set->flags);
2014         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2015                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2016                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2017                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2018         }
2019 }
2020
2021 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2022 {
2023         int i;
2024
2025         if (!map) {
2026                 fprintf(out, "null map\n");
2027                 return;
2028         }
2029
2030         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2031         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2032                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2033                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2034                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
2035         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2036                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2037                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2038                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2039         }
2040 }
2041
2042 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2043                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2044 {
2045         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2046
2047         if (!bmap || !bset)
2048                 goto error;
2049
2050         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2051                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2052
2053         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2054                 isl_assert(bset->ctx,
2055                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2056
2057         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2058         if (!bmap)
2059                 goto error;
2060         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2061                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2062         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2063         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2064
2065         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2066         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2067 error:
2068         isl_basic_map_free(bmap);
2069         isl_basic_set_free(bset);
2070         return NULL;
2071 }
2072
2073 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2074                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2075 {
2076         struct isl_basic_map *bmap_range;
2077
2078         if (!bmap || !bset)
2079                 goto error;
2080
2081         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2082                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2083
2084         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2085                 isl_assert(bset->ctx,
2086                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2087
2088         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2089                 isl_basic_set_free(bset);
2090                 return bmap;
2091         }
2092
2093         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2094         if (!bmap)
2095                 goto error;
2096         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2097                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2098         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
2099         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2100
2101         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2102         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2103 error:
2104         isl_basic_map_free(bmap);
2105         isl_basic_set_free(bset);
2106         return NULL;
2107 }
2108
2109 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2110 {
2111         int i;
2112         unsigned total;
2113         isl_int s;
2114
2115         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2116         if (total != vec->size)
2117                 return -1;
2118
2119         isl_int_init(s);
2120
2121         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2122                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2123                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2124                         isl_int_clear(s);
2125                         return 0;
2126                 }
2127         }
2128
2129         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2130                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2131                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2132                         isl_int_clear(s);
2133                         return 0;
2134                 }
2135         }
2136
2137         isl_int_clear(s);
2138
2139         return 1;
2140 }
2141
2142 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2143 {
2144         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2145 }
2146
2147 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2148                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2149 {
2150         struct isl_vec *sample = NULL;
2151
2152         if (!bmap1 || !bmap2)
2153                 goto error;
2154
2155         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2156                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2157         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
2158                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2159             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2160                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2161                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2162
2163         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2164                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2165                 isl_assert(bmap1->ctx,
2166                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2167
2168         if (bmap1->sample &&
2169             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2170             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2171                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2172         else if (bmap2->sample &&
2173             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2174             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2175                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2176
2177         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2178         if (!bmap1)
2179                 goto error;
2180         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
2181                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2182         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2183
2184         if (!bmap1)
2185                 isl_vec_free(sample);
2186         else if (sample) {
2187                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2188                 bmap1->sample = sample;
2189         }
2190
2191         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2192         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2193 error:
2194         if (sample)
2195                 isl_vec_free(sample);
2196         isl_basic_map_free(bmap1);
2197         isl_basic_map_free(bmap2);
2198         return NULL;
2199 }
2200
2201 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2202                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2203 {
2204         return (struct isl_basic_set *)
2205                 isl_basic_map_intersect(
2206                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2207                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2208 }
2209
2210 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2211  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2212  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2213  * added to the other map.
2214  */
2215 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2216         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2217 {
2218         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2219         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2220         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2221         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2222
2223         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2224                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2225
2226         isl_assert(map2->ctx,
2227                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2228
2229         map1 = isl_map_cow(map1);
2230         if (!map1)
2231                 goto error;
2232         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2233                 isl_map_free(map2);
2234                 return map1;
2235         }
2236         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2237         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2238                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2239         else
2240                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2241                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2242
2243         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2244         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2245         if (!map1->p[0])
2246                 goto error;
2247
2248         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2249                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2250                 map1->n = 0;
2251         }
2252
2253         isl_map_free(map2);
2254
2255         return map1;
2256 error:
2257         isl_map_free(map1);
2258         isl_map_free(map2);
2259         return NULL;
2260 }
2261
2262 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2263 {
2264         unsigned flags = 0;
2265         struct isl_map *result;
2266         int i, j;
2267
2268         if (!map1 || !map2)
2269                 goto error;
2270
2271         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2272                 isl_map_free(map2);
2273                 return map1;
2274         }
2275         if (isl_map_plain_is_empty(map2)) {
2276                 isl_map_free(map1);
2277                 return map2;
2278         }
2279
2280         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2281             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2282             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2283             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2284              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2285                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2286         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2287                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2288         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2289                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2290             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2291                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2292
2293         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2294                 isl_assert(map1->ctx,
2295                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2296
2297         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2298             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2299                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2300
2301         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2302                                 map1->n * map2->n, flags);
2303         if (!result)
2304                 goto error;
2305         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2306                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2307                         struct isl_basic_map *part;
2308                         part = isl_basic_map_intersect(
2309                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2310                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2311                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2312                                 isl_basic_map_free(part);
2313                         else
2314                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2315                         if (!result)
2316                                 goto error;
2317                 }
2318         isl_map_free(map1);
2319         isl_map_free(map2);
2320         return result;
2321 error:
2322         isl_map_free(map1);
2323         isl_map_free(map2);
2324         return NULL;
2325 }
2326
2327 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2328 {
2329         return (struct isl_set *)
2330                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2331                                   (struct isl_map *)set2);
2332 }
2333
2334 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2335 {
2336         struct isl_dim *dim;
2337         struct isl_basic_set *bset;
2338         unsigned in;
2339
2340         if (!bmap)
2341                 return NULL;
2342         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2343         if (!bmap)
2344                 return NULL;
2345         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2346         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2347         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2348         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2349         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2350 }
2351
2352 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2353                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2354 {
2355         struct isl_dim *res_dim;
2356         struct isl_basic_map *res;
2357         struct isl_dim_map *dim_map;
2358         unsigned total, off;
2359         enum isl_dim_type t;
2360
2361         if (n == 0)
2362                 return bmap;
2363
2364         if (!bmap)
2365                 return NULL;
2366
2367         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2368
2369         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2370         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2371         off = 0;
2372         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2373                 if (t != type) {
2374                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2375                 } else {
2376                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2377                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2378                                                 0, pos, off);
2379                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2380                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2381                 }
2382                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2383         }
2384         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2385
2386         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2387                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2388         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2389                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2390         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2391         return isl_basic_map_finalize(res);
2392 }
2393
2394 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2395                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2396 {
2397         if (!bmap)
2398                 return NULL;
2399         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2400                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2401 }
2402
2403 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2404                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2405 {
2406         if (!bset)
2407                 return NULL;
2408         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2409         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2410 error:
2411         isl_basic_set_free(bset);
2412         return NULL;
2413 }
2414
2415 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2416                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2417 {
2418         int i;
2419
2420         if (n == 0)
2421                 return map;
2422
2423         map = isl_map_cow(map);
2424         if (!map)
2425                 return NULL;
2426
2427         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2428         if (!map->dim)
2429                 goto error;
2430
2431         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2432                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2433                 if (!map->p[i])
2434                         goto error;
2435         }
2436
2437         return map;
2438 error:
2439         isl_map_free(map);
2440         return NULL;
2441 }
2442
2443 __isl_give isl_set *isl_set_insert(__isl_take isl_set *set,
2444                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2445 {
2446         return (isl_set *)isl_map_insert((isl_map *)set, type, pos, n);
2447 }
2448
2449 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2450                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2451 {
2452         if (!map)
2453                 return NULL;
2454         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2455 }
2456
2457 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2458                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2459 {
2460         if (!set)
2461                 return NULL;
2462         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2463         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2464 error:
2465         isl_set_free(set);
2466         return NULL;
2467 }
2468
2469 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2470         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2471         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2472         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2473 {
2474         struct isl_dim_map *dim_map;
2475         struct isl_basic_map *res;
2476         enum isl_dim_type t;
2477         unsigned total, off;
2478
2479         if (!bmap)
2480                 return NULL;
2481         if (n == 0)
2482                 return bmap;
2483
2484         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2485                 goto error);
2486
2487         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2488                 return bmap;
2489
2490         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2491
2492         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2493             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2494                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2495                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2496                 if (!bmap)
2497                         return NULL;
2498
2499                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2500                                                 src_type, src_pos, n);
2501                 if (!bmap->dim)
2502                         goto error;
2503
2504                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2505
2506                 return bmap;
2507         }
2508
2509         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2510         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2511
2512         off = 0;
2513         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2514                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2515                 if (t == dst_type) {
2516                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2517                                             0, dst_pos, off);
2518                         off += dst_pos;
2519                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2520                                             src_pos, n, off);
2521                         off += n;
2522                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2523                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2524                         off += size - dst_pos;
2525                 } else if (t == src_type) {
2526                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2527                                             0, src_pos, off);
2528                         off += src_pos;
2529                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2530                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2531                         off += size - src_pos - n;
2532                 } else {
2533                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2534                         off += size;
2535                 }
2536         }
2537         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2538
2539         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2540                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2541         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2542
2543         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2544                                         src_type, src_pos, n);
2545         if (!bmap->dim)
2546                 goto error;
2547
2548         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2549         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2550         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2551
2552         return bmap;
2553 error:
2554         isl_basic_map_free(bmap);
2555         return NULL;
2556 }
2557
2558 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2559         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2560         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2561 {
2562         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2563                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2564 }
2565
2566 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2567         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2568         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2569 {
2570         if (!set)
2571                 return NULL;
2572         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2573         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2574                                         src_type, src_pos, n);
2575 error:
2576         isl_set_free(set);
2577         return NULL;
2578 }
2579
2580 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2581         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2582         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2583 {
2584         int i;
2585
2586         if (!map)
2587                 return NULL;
2588         if (n == 0)
2589                 return map;
2590
2591         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2592                 goto error);
2593
2594         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2595                 return map;
2596
2597         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2598
2599         map = isl_map_cow(map);
2600         if (!map)
2601                 return NULL;
2602
2603         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2604         if (!map->dim)
2605                 goto error;
2606
2607         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2608                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2609                                                 dst_type, dst_pos,
2610                                                 src_type, src_pos, n);
2611                 if (!map->p[i])
2612                         goto error;
2613         }
2614
2615         return map;
2616 error:
2617         isl_map_free(map);
2618         return NULL;
2619 }
2620
2621 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2622  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2623  * That's the responsibility of the caller.
2624  */
2625 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2626         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2627 {
2628         struct isl_dim_map *dim_map;
2629         struct isl_basic_map *res;
2630         enum isl_dim_type t;
2631         unsigned total, off;
2632
2633         if (!bmap)
2634                 return NULL;
2635         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2636                 return bmap;
2637
2638         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2639         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2640
2641         off = 0;
2642         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2643                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2644                 if (t == type) {
2645                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2646                                             0, first, off);
2647                         off += first;
2648                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2649                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2650                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2651                                             first + n, size - (first + n), off);
2652                         off += size - (first + n);
2653                 } else {
2654                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2655                         off += size;
2656                 }
2657         }
2658         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2659
2660         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2661                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2662         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2663         return res;
2664 }
2665
2666 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2667  * into existentially quantified variables.
2668  */
2669 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2670                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2671                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2672 {
2673         int i;
2674         size_t row_size;
2675         isl_int **new_div;
2676         isl_int *old;
2677
2678         if (n == 0)
2679                 return bmap;
2680
2681         if (!bmap)
2682                 return NULL;
2683
2684         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2685                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
2686
2687         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2688                         goto error);
2689
2690         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2691         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2692         if (!bmap)
2693                 return NULL;
2694
2695         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2696         old = bmap->block2.data;
2697         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2698                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2699         if (!bmap->block2.data)
2700                 goto error;
2701         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2702         if (!new_div)
2703                 goto error;
2704         for (i = 0; i < n; ++i) {
2705                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2706                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2707                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2708         }
2709         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2710                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2711         free(bmap->div);
2712         bmap->div = new_div;
2713         bmap->n_div += n;
2714         bmap->extra += n;
2715
2716         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2717         if (!bmap->dim)
2718                 goto error;
2719         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2720         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2721         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2722 error:
2723         isl_basic_map_free(bmap);
2724         return NULL;
2725 }
2726
2727 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2728  * into existentially quantified variables.
2729  */
2730 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2731                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2732 {
2733         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2734                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2735 }
2736
2737 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2738  * into existentially quantified variables.
2739  */
2740 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2741                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2742 {
2743         int i;
2744
2745         if (!map)
2746                 return NULL;
2747
2748         if (n == 0)
2749                 return map;
2750
2751         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2752
2753         map = isl_map_cow(map);
2754         if (!map)
2755                 return NULL;
2756
2757         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2758         if (!map->dim)
2759                 goto error;
2760
2761         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2762                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2763                 if (!map->p[i])
2764                         goto error;
2765         }
2766
2767         return map;
2768 error:
2769         isl_map_free(map);
2770         return NULL;
2771 }
2772
2773 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2774  * into existentially quantified variables.
2775  */
2776 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2777                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2778 {
2779         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2780 }
2781
2782 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2783 {
2784         int i, j;
2785
2786         for (i = 0; i < n; ++i) {
2787                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2788                 if (j < 0)
2789                         goto error;
2790                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2791         }
2792         return bmap;
2793 error:
2794         isl_basic_map_free(bmap);
2795         return NULL;
2796 }
2797
2798 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2799                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2800 {
2801         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2802         struct isl_basic_map *bmap;
2803         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2804         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2805
2806         if (!bmap1 || !bmap2)
2807                 goto error;
2808
2809         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2810                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2811
2812         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2813         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2814         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2815         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2816
2817         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2818         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2819         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2820         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2821         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2822         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2823         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2824         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2825         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2826         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2827         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2828
2829         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2830                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2831                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2832                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2833         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2834         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2835         bmap = add_divs(bmap, n);
2836         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2837         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2838         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2839 error:
2840         isl_basic_map_free(bmap1);
2841         isl_basic_map_free(bmap2);
2842         return NULL;
2843 }
2844
2845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2846                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2847 {
2848         if (!bset || !bmap)
2849                 goto error;
2850
2851         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2852                     goto error);
2853
2854         return (struct isl_basic_set *)
2855                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2856 error:
2857         isl_basic_set_free(bset);
2858         isl_basic_map_free(bmap);
2859         return NULL;
2860 }
2861
2862 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2863                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2864 {
2865         if (!bmap1 || !bmap2)
2866                 goto error;
2867
2868         isl_assert(bmap1->ctx,
2869             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2870         isl_assert(bmap1->ctx,
2871             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2872             goto error);
2873
2874         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2875         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2876         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2877 error:
2878         isl_basic_map_free(bmap1);
2879         isl_basic_map_free(bmap2);
2880         return NULL;
2881 }
2882
2883 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2884  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2885  */
2886 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2887                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2888 {
2889         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2890         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2891         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2892         int i;
2893
2894         if (!bmap1 || !bmap2)
2895                 goto error;
2896
2897         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2898                 goto error);
2899
2900         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2901         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2902         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2903
2904         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2905         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2906         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2907         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2908         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2909         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2910         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2911         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2912         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2913         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2914         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2915
2916         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2917                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2918                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2919                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2920         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2921                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2922                 if (j < 0)
2923                         goto error;
2924                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2925                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2926                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2927                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2928         }
2929         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2930         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2931         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2932
2933         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2934         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2935 error:
2936         isl_basic_map_free(bmap);
2937         isl_basic_map_free(bmap1);
2938         isl_basic_map_free(bmap2);
2939         return NULL;
2940 }
2941
2942 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2943  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2944  */
2945 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2946 {
2947         struct isl_map *result;
2948         int i, j;
2949
2950         if (!map1 || !map2)
2951                 goto error;
2952
2953         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2954
2955         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2956                                 map1->n * map2->n, 0);
2957         if (!result)
2958                 goto error;
2959         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2960                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2961                         struct isl_basic_map *part;
2962                         part = isl_basic_map_sum(
2963                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2964                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2965                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2966                                 isl_basic_map_free(part);
2967                         else
2968                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2969                         if (!result)
2970                                 goto error;
2971                 }
2972         isl_map_free(map1);
2973         isl_map_free(map2);
2974         return result;
2975 error:
2976         isl_map_free(map1);
2977         isl_map_free(map2);
2978         return NULL;
2979 }
2980
2981 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
2982         __isl_take isl_set *set2)
2983 {
2984         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
2985 }
2986
2987 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2988  */
2989 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
2990 {
2991         int i, j;
2992         unsigned off, n;
2993
2994         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2995         if (!bmap)
2996                 return NULL;
2997
2998         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
2999         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3000         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3001                 for (j = 0; j < n; ++j)
3002                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3003         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3004                 for (j = 0; j < n; ++j)
3005                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3006         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3007                 for (j = 0; j < n; ++j)
3008                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3009         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3010 }
3011
3012 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3013 {
3014         return isl_basic_map_neg(bset);
3015 }
3016
3017 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3018  */
3019 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3020 {
3021         int i;
3022
3023         map = isl_map_cow(map);
3024         if (!map)
3025                 return NULL;
3026
3027         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3028                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3029                 if (!map->p[i])
3030                         goto error;
3031         }
3032
3033         return map;
3034 error:
3035         isl_map_free(map);
3036         return NULL;
3037 }
3038
3039 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3040 {
3041         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3042 }
3043
3044 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3045  * A -> floor(f(A)/d).
3046  */
3047 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3048                 isl_int d)
3049 {
3050         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3051         struct isl_basic_map *result = NULL;
3052         struct isl_dim_map *dim_map;
3053         int i;
3054
3055         if (!bmap)
3056                 return NULL;
3057
3058         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3059         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3060         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3061
3062         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3063         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3064         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3065         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3066         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3067         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3068
3069         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
3070                         bmap->n_div + n_out,
3071                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3072         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3073         result = add_divs(result, n_out);
3074         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3075                 int j;
3076                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3077                 if (j < 0)
3078                         goto error;
3079                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3080                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3081                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3082                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3083                 if (j < 0)
3084                         goto error;
3085                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3086                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3087                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3088                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3089         }
3090
3091         result = isl_basic_map_simplify(result);
3092         return isl_basic_map_finalize(result);
3093 error:
3094         isl_basic_map_free(result);
3095         return NULL;
3096 }
3097
3098 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3099  * A -> floor(f(A)/d).
3100  */
3101 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3102 {
3103         int i;
3104
3105         map = isl_map_cow(map);
3106         if (!map)
3107                 return NULL;
3108
3109         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3110         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3111         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3112                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3113                 if (!map->p[i])
3114                         goto error;
3115         }
3116
3117         return map;
3118 error:
3119         isl_map_free(map);
3120         return NULL;
3121 }
3122
3123 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3124 {
3125         int i;
3126         unsigned nparam;
3127         unsigned n_in;
3128
3129         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3130         if (i < 0)
3131                 goto error;
3132         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3133         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3134         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3135         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3136         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3137         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3138 error:
3139         isl_basic_map_free(bmap);
3140         return NULL;
3141 }
3142
3143 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3144  */
3145 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3146 {
3147         int i;
3148         unsigned nparam;
3149         unsigned n_in;
3150
3151         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3152         if (i < 0)
3153                 goto error;
3154         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3155         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3156         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3157         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3158         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3159         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3160         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3161 error:
3162         isl_basic_map_free(bmap);
3163         return NULL;
3164 }
3165
3166 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3167  */
3168 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3169         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3170 {
3171         int i;
3172         unsigned nparam;
3173         unsigned n_in;
3174
3175         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3176         if (i < 0)
3177                 goto error;
3178         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3179         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3180         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3181         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3182         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3183         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3184 error:
3185         isl_basic_map_free(bmap);
3186         return NULL;
3187 }
3188
3189 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3190  */
3191 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3192 {
3193         int i;
3194         unsigned nparam;
3195         unsigned n_in;
3196
3197         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3198         if (i < 0)
3199                 goto error;
3200         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3201         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3202         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3203         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3204         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3205         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3206         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3207 error:
3208         isl_basic_map_free(bmap);
3209         return NULL;
3210 }
3211
3212 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3213  */
3214 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3215         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3216 {
3217         int i;
3218         unsigned nparam;
3219         unsigned n_in;
3220
3221         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3222         if (i < 0)
3223                 goto error;
3224         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3225         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3226         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3227         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3228         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3229         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3230 error:
3231         isl_basic_map_free(bmap);
3232         return NULL;
3233 }
3234
3235 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
3236 {
3237         int i;
3238         struct isl_basic_map *bmap;
3239         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
3240         if (!bmap)
3241                 return NULL;
3242         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3243                 bmap = var_equal(bmap, i);
3244         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3245 }
3246
3247 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3248  */
3249 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3250 {
3251         int i;
3252         struct isl_basic_map *bmap;
3253         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3254         if (!bmap)
3255                 return NULL;
3256         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3257                 bmap = var_equal(bmap, i);
3258         if (bmap)
3259                 bmap = var_less(bmap, pos);
3260         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3261 }
3262
3263 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3264  */
3265 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3266         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3267 {
3268         int i;
3269         isl_basic_map *bmap;
3270
3271         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3272         for (i = 0; i < pos; ++i)
3273                 bmap = var_equal(bmap, i);
3274         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3275         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3276 }
3277
3278 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3279  */
3280 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3281 {
3282         int i;
3283         struct isl_basic_map *bmap;
3284         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3285         if (!bmap)
3286                 return NULL;
3287         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3288                 bmap = var_equal(bmap, i);
3289         if (bmap)
3290                 bmap = var_more(bmap, pos);
3291         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3292 }
3293
3294 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3295  */
3296 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3297         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3298 {
3299         int i;
3300         isl_basic_map *bmap;
3301
3302         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3303         for (i = 0; i < pos; ++i)
3304                 bmap = var_equal(bmap, i);
3305         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3306         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3307 }
3308
3309 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3310         unsigned n, int equal)
3311 {
3312         struct isl_map *map;
3313         int i;
3314
3315         if (n == 0 && equal)
3316                 return isl_map_universe(dims);
3317
3318         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3319
3320         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3321                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3322                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3323         if (n > 0) {
3324                 if (equal)
3325                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3326                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3327                 else
3328                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3329                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3330         } else
3331                 isl_dim_free(dims);
3332
3333         return map;
3334 }
3335
3336 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3337 {
3338         if (!dims)
3339                 return NULL;
3340         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3341 }
3342
3343 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3344 {
3345         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3346 }
3347
3348 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3349 {
3350         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3351 }
3352
3353 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3354 {
3355         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3356 }
3357
3358 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3359 {
3360         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3361 }
3362
3363 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3364         unsigned n, int equal)
3365 {
3366         struct isl_map *map;
3367         int i;
3368
3369         if (n == 0 && equal)
3370                 return isl_map_universe(dims);
3371
3372         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3373
3374         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3375                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3376                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3377         if (n > 0) {
3378                 if (equal)
3379                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3380                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3381                 else
3382                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3383                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3384         } else
3385                 isl_dim_free(dims);
3386
3387         return map;
3388 }
3389
3390 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3391 {
3392         if (!dims)
3393                 return NULL;
3394         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3395 }
3396
3397 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3398 {
3399         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3400 }
3401
3402 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3403 {
3404         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3405 }
3406
3407 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3408 {
3409         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3410 }
3411
3412 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3413 {
3414         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3415 }
3416
3417 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3418         __isl_take isl_set *set2)
3419 {
3420         isl_map *map;
3421         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_dim(set1));
3422         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3423         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3424         return map;
3425 }
3426
3427 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3428         __isl_take isl_set *set2)
3429 {
3430         isl_map *map;
3431         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_dim(set1));
3432         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3433         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3434         return map;
3435 }
3436
3437 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3438         __isl_take isl_set *set2)
3439 {
3440         isl_map *map;
3441         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_dim(set1));
3442         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3443         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3444         return map;
3445 }
3446
3447 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3448         __isl_take isl_set *set2)
3449 {
3450         isl_map *map;
3451         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_dim(set1));
3452         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3453         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3454         return map;
3455 }
3456
3457 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3458         __isl_take isl_map *map2)
3459 {
3460         isl_map *map;
3461         map = isl_map_lex_le(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3462         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3463         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3464         return map;
3465 }
3466
3467 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3468         __isl_take isl_map *map2)
3469 {
3470         isl_map *map;
3471         map = isl_map_lex_lt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3472         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3473         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3474         return map;
3475 }
3476
3477 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3478         __isl_take isl_map *map2)
3479 {
3480         isl_map *map;
3481         map = isl_map_lex_ge(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3482         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3483         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3484         return map;
3485 }
3486
3487 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3488         __isl_take isl_map *map2)
3489 {
3490         isl_map *map;
3491         map = isl_map_lex_gt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3492         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3493         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3494         return map;
3495 }
3496
3497 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3498                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3499 {
3500         struct isl_basic_map *bmap;
3501
3502         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3503         if (!bset || !dim)
3504                 goto error;
3505
3506         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3507         isl_dim_free(bset->dim);
3508         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3509         bmap->dim = dim;
3510         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3511 error:
3512         isl_basic_set_free(bset);
3513         isl_dim_free(dim);
3514         return NULL;
3515 }
3516
3517 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3518 {
3519         if (!bmap)
3520                 goto error;
3521         if (bmap->dim->n_in == 0)
3522                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3523         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3524         if (!bmap)
3525                 goto error;
3526         bmap->dim = isl_dim_as_set_dim(bmap->dim);
3527         if (!bmap->dim)
3528                 goto error;
3529         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3530         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3531 error:
3532         isl_basic_map_free(bmap);
3533         return NULL;
3534 }
3535
3536 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3537  *
3538  *              f - m d >= 0
3539  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3540  *
3541  * Note that the second constraint is the negation of
3542  *
3543  *              f - m d >= n
3544  */
3545 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3546         unsigned pos, isl_int *div)
3547 {
3548         int i, j;
3549         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3550
3551         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3552         if (i < 0)
3553                 return -1;
3554         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3555         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3556
3557         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3558         if (j < 0)
3559                 return -1;
3560         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3561         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3562         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3563         return j;
3564 }
3565
3566 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3567         unsigned pos, isl_int *div)
3568 {
3569         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3570                                                         pos, div);
3571 }
3572
3573 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3574 {
3575         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3576         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3577
3578         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3579                                                         bmap->div[div]);
3580 }
3581
3582 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3583                 struct isl_basic_map *bmap)
3584 {
3585         if (!bmap)
3586                 goto error;
3587         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3588             bmap->n_div == 0 &&
3589             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3590             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3591                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3592         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3593         if (!bmap)
3594                 goto error;
3595         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3596         if (!bmap->dim)
3597                 goto error;
3598         bmap->extra -= bmap->n_div;
3599         bmap->n_div = 0;
3600         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3601         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3602 error:
3603         return NULL;
3604 }
3605
3606 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3607                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3608 {
3609         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3610 }
3611
3612 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3613         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3614 {
3615         struct isl_basic_map *bmap;
3616         struct isl_ctx *ctx;
3617         unsigned total;
3618         int i;
3619
3620         if (!bset || !like)
3621                 goto error;
3622         ctx = bset->ctx;
3623         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3624         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3625         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3626                         goto error);
3627         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3628                 isl_basic_map_free(like);
3629                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3630         }
3631         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3632         if (!bset)
3633                 goto error;
3634         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3635         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3636         isl_dim_free(bmap->dim);
3637         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3638         if (!bmap->dim)
3639                 goto error;
3640         bmap->n_div = like->n_div;
3641         bmap->extra += like->n_div;
3642         if (bmap->extra) {
3643                 unsigned ltotal;
3644                 isl_int **div;
3645                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3646                 if (ltotal > total)
3647                         ltotal = total;
3648                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3649                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3650                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3651                         goto error;
3652                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3653                 if (!div)
3654                         goto error;
3655                 bmap->div = div;
3656                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3657                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3658                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3659                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3660                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3661                 }
3662                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3663                                                         0, 2 * like->n_div);
3664                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3665                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3666                                 continue;
3667                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3668                                 goto error;
3669                 }
3670         }
3671         isl_basic_map_free(like);
3672         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3673         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3674         return bmap;
3675 error:
3676         isl_basic_map_free(like);
3677         isl_basic_set_free(bset);
3678         return NULL;
3679 }
3680
3681 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3682         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3683 {
3684         return (struct isl_basic_set *)
3685                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3686 }
3687
3688 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3689         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3690 {
3691         int i;
3692
3693         if (!set || !like)
3694                 goto error;
3695         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3696                     goto error);
3697         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3698                 isl_basic_set_free(like);
3699                 return set;
3700         }
3701         set = isl_set_cow(set);
3702         if (!set)
3703                 goto error;
3704         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3705                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3706                                                       isl_basic_set_copy(like));
3707                 if (!set->p[i])
3708                         goto error;
3709         }
3710         isl_dim_free(set->dim);
3711         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3712         if (!set->dim)
3713                 goto error;
3714         isl_basic_set_free(like);
3715         return set;
3716 error:
3717         isl_basic_set_free(like);
3718         isl_set_free(set);
3719         return NULL;
3720 }
3721
3722 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3723 {
3724         int i;
3725
3726         map = isl_map_cow(map);
3727         if (!map)
3728                 return NULL;
3729         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3730         if (!map->dim)
3731                 goto error;
3732
3733         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3734                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3735                                 goto error);
3736         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3737                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3738                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3739                 if (!map->p[i])
3740                         goto error;
3741         }
3742         if (map->n == 0)
3743                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3744         else {
3745                 isl_dim_free(map->dim);
3746                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3747         }
3748         if (!map->dim)
3749                 goto error;
3750         return (struct isl_set *)map;
3751 error:
3752         isl_map_free(map);
3753         return NULL;
3754 }
3755
3756 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3757 {
3758         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3759 }
3760
3761 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3762         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3763 {
3764         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3765         if (!bmap || !dim)
3766                 goto error;
3767
3768         isl_dim_free(bmap->dim);
3769         bmap->dim = dim;
3770
3771         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3772
3773         return bmap;
3774 error:
3775         isl_basic_map_free(bmap);
3776         isl_dim_free(dim);
3777         return NULL;
3778 }
3779
3780 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3781         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3782 {
3783         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3784                                                         dim);
3785 }
3786
3787 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3788         __isl_take isl_dim *dim)
3789 {
3790         int i;
3791
3792         map = isl_map_cow(map);
3793         if (!map || !dim)
3794                 goto error;
3795
3796         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3797                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3798                                                     isl_dim_copy(dim));
3799                 if (!map->p[i])
3800                         goto error;
3801         }
3802         isl_dim_free(map->dim);
3803         map->dim = dim;
3804
3805         return map;
3806 error:
3807         isl_map_free(map);
3808         isl_dim_free(dim);
3809         return NULL;
3810 }
3811
3812 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
3813         __isl_take isl_dim *dim)
3814 {
3815         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3816 }
3817
3818 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3819 {
3820         isl_dim *dim;
3821         struct isl_basic_set *domain;
3822         unsigned n_in;
3823         unsigned n_out;
3824
3825         if (!bmap)
3826                 return NULL;
3827         dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
3828
3829         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3830         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3831         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3832         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3833
3834         domain = isl_basic_set_reset_dim(domain, dim);
3835
3836         return domain;
3837 }
3838
3839 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
3840 {
3841         if (!bmap)
3842                 return -1;
3843         return isl_dim_may_be_set(bmap->dim);
3844 }
3845
3846 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3847 {
3848         if (!bmap)
3849                 return NULL;
3850         if (isl_basic_map_may_be_set(bmap))
3851                 return bmap;
3852         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3853 }
3854
3855 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
3856         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3857 {
3858         int i, k;
3859         isl_dim *dim;
3860         isl_basic_map *domain;
3861         int nparam, n_in, n_out;
3862         unsigned total;
3863
3864         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3865         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3866         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3867
3868         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3869         domain = isl_basic_map_universe(dim);
3870
3871         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3872         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
3873         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
3874
3875         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3876
3877         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
3878                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3879                 if (k < 0)
3880                         goto error;
3881                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3882                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
3883                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3884         }
3885
3886         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3887         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3888 error:
3889         isl_basic_map_free(bmap);
3890         return NULL;
3891 }
3892
3893 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
3894         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3895 {
3896         int i, k;
3897         isl_dim *dim;
3898         isl_basic_map *range;
3899         int nparam, n_in, n_out;
3900         unsigned total;
3901
3902         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3903         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3904         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3905
3906         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_range(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3907         range = isl_basic_map_universe(dim);
3908
3909         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3910         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
3911         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
3912
3913         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3914
3915         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3916                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3917                 if (k < 0)
3918                         goto error;
3919                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3920                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
3921                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3922         }
3923
3924         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3925         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3926 error:
3927         isl_basic_map_free(bmap);
3928         return NULL;
3929 }
3930
3931 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
3932 {
3933         if (!map)
3934                 return -1;
3935         return isl_dim_may_be_set(map->dim);
3936 }
3937
3938 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3939 {
3940         int i;
3941         struct isl_set *set;
3942
3943         if (!map)
3944                 goto error;
3945         if (isl_map_may_be_set(map))
3946                 return (isl_set *)map;
3947
3948         map = isl_map_cow(map);
3949         if (!map)
3950                 goto error;
3951
3952         set = (struct isl_set *) map;
3953         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3954         if (!set->dim)
3955                 goto error;
3956         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3957                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3958                 if (!set->p[i])
3959                         goto error;
3960         }
3961         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3962         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3963         return set;
3964 error:
3965         isl_map_free(map);
3966         return NULL;
3967 }
3968
3969 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
3970 {
3971         int i;
3972         isl_dim *domain_dim;
3973
3974         map = isl_map_cow(map);
3975         if (!map)
3976                 return NULL;
3977
3978         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
3979         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
3980         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
3981         if (!map->dim)
3982                 goto error;
3983         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3984                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
3985                 if (!map->p[i])
3986                         goto error;
3987         }
3988         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3989         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3990         return map;
3991 error:
3992         isl_map_free(map);
3993         return NULL;
3994 }
3995
3996 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
3997 {
3998         int i;
3999         isl_dim *range_dim;
4000
4001         map = isl_map_cow(map);
4002         if (!map)
4003                 return NULL;
4004
4005         range_dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(map));
4006         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4007         map->dim = isl_dim_join(map->dim, range_dim);
4008         if (!map->dim)
4009                 goto error;
4010         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4011                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4012                 if (!map->p[i])
4013                         goto error;
4014         }
4015         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4016         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4017         return map;
4018 error:
4019         isl_map_free(map);
4020         return NULL;
4021 }
4022
4023 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
4024 {
4025         int i;
4026         struct isl_map *map = NULL;
4027
4028         set = isl_set_cow(set);
4029         if (!set || !dim)
4030                 goto error;
4031         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
4032         map = (struct isl_map *)set;
4033         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4034                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4035                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
4036                 if (!map->p[i])
4037                         goto error;
4038         }
4039         isl_dim_free(map->dim);
4040         map->dim = dim;
4041         return map;
4042 error:
4043         isl_dim_free(dim);
4044         isl_set_free(set);
4045         return NULL;
4046 }
4047
4048 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4049         __isl_take isl_basic_set *bset)
4050 {
4051         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4052 }
4053
4054 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4055         __isl_take isl_basic_set *bset)
4056 {
4057         return (isl_basic_map *)bset;
4058 }
4059
4060 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4061 {
4062         return (struct isl_map *)set;
4063 }
4064
4065 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4066 {
4067         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4068 }
4069
4070 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4071         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4072 {
4073         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_from_domain(domain),
4074                                          isl_basic_map_from_range(range));
4075 }
4076
4077 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4078         __isl_take isl_set *range)
4079 {
4080         return isl_map_apply_range(isl_map_from_domain(domain),
4081                                    isl_map_from_range(range));
4082 }
4083
4084 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4085 {
4086         int i;
4087         struct isl_set *set = NULL;
4088
4089         if (!map)
4090                 return NULL;
4091         map = isl_map_cow(map);
4092         if (!map)
4093                 return NULL;
4094         map->dim = isl_dim_as_set_dim(map->dim);
4095         if (!map->dim)
4096                 goto error;
4097         set = (struct isl_set *)map;
4098         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4099                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4100                 if (!set->p[i])
4101                         goto error;
4102         }
4103         return set;
4104 error:
4105         isl_map_free(map);
4106         return NULL;
4107 }
4108
4109 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
4110 {
4111         struct isl_map *map;
4112
4113         if (!dim)
4114                 return NULL;
4115         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4116         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4117                         sizeof(struct isl_map) +
4118                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4119         if (!map)
4120                 goto error;
4121
4122         map->ctx = dim->ctx;
4123         isl_ctx_ref(map->ctx);
4124         map->ref = 1;
4125         map->size = n;
4126         map->n = 0;
4127         map->dim = dim;
4128         map->flags = flags;
4129         return map;
4130 error:
4131         isl_dim_free(dim);
4132         return NULL;
4133 }
4134
4135 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4136                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4137                 unsigned flags)
4138 {
4139         struct isl_map *map;
4140         struct isl_dim *dims;
4141
4142         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
4143         if (!dims)
4144                 return NULL;
4145
4146         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
4147         return map;
4148 }
4149
4150 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
4151 {
4152         struct isl_basic_map *bmap;
4153         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4154         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4155         return bmap;
4156 }
4157
4158 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
4159 {
4160         struct isl_basic_set *bset;
4161         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4162         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4163         return bset;
4164 }
4165
4166 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4167 {
4168         struct isl_basic_map *bmap;
4169         if (!model)
4170                 return NULL;
4171         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4172         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4173         return bmap;
4174 }
4175
4176 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4177 {
4178         struct isl_basic_map *bmap;
4179         if (!model)
4180                 return NULL;
4181         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4182         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4183         return bmap;
4184 }
4185
4186 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4187 {
4188         struct isl_basic_set *bset;
4189         if (!model)
4190                 return NULL;
4191         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4192         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4193         return bset;
4194 }
4195
4196 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
4197 {
4198         struct isl_basic_map *bmap;
4199         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4200         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4201         return bmap;
4202 }
4203
4204 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
4205 {
4206         struct isl_basic_set *bset;
4207         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4208         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4209         return bset;
4210 }
4211
4212 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4213 {
4214         int i;
4215         unsigned total = isl_dim_total(dim);
4216         isl_basic_map *bmap;
4217
4218         bmap= isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, total);
4219         for (i = 0; i < total; ++i) {
4220                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4221                 if (k < 0)
4222                         goto error;
4223                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4224                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4225         }
4226         return bmap;
4227 error:
4228         isl_basic_map_free(bmap);
4229         return NULL;
4230 }
4231
4232 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4233 {
4234         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4235 }
4236
4237 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4238 {
4239         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4240 }
4241
4242 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4243 {
4244         return isl_map_nat_universe(dim);
4245 }
4246
4247 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4248                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4249 {
4250         if (!model)
4251                 return NULL;
4252         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4253 }
4254
4255 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4256 {
4257         if (!model)
4258                 return NULL;
4259         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4260 }
4261
4262 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4263         __isl_keep isl_set *model)
4264 {
4265         if (!model)
4266                 return NULL;
4267         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4268 }
4269
4270 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
4271 {
4272         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4273 }
4274
4275 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4276 {
4277         if (!model)
4278                 return NULL;
4279         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4280 }
4281
4282 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4283 {
4284         if (!model)
4285                 return NULL;
4286         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4287 }
4288
4289 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
4290 {
4291         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4292 }
4293
4294 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4295 {
4296         if (!model)
4297                 return NULL;
4298         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
4299 }
4300
4301 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
4302 {
4303         struct isl_map *map;
4304         if (!dim)
4305                 return NULL;
4306         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4307         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4308         return map;
4309 }
4310
4311 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
4312 {
4313         struct isl_set *set;
4314         if (!dim)
4315                 return NULL;
4316         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4317         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4318         return set;
4319 }
4320
4321 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4322 {
4323         if (!model)
4324                 return NULL;
4325         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
4326 }
4327
4328 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4329 {
4330         int i;
4331         struct isl_map *dup;
4332
4333         if (!map)
4334                 return NULL;
4335         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4336         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4337                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4338         return dup;
4339 }
4340
4341 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4342                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4343 {
4344         if (!bmap || !map)
4345                 goto error;
4346         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4347                 isl_basic_map_free(bmap);
4348                 return map;
4349         }
4350         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4351         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4352         map->p[map->n] = bmap;
4353         map->n++;
4354         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4355         return map;
4356 error:
4357         if (map)
4358                 isl_map_free(map);
4359         if (bmap)
4360                 isl_basic_map_free(bmap);
4361         return NULL;
4362 }
4363
4364 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4365 {
4366         int i;
4367
4368         if (!map)
4369                 return;
4370
4371         if (--map->ref > 0)
4372                 return;
4373
4374         isl_ctx_deref(map->ctx);
4375         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4376                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4377         isl_dim_free(map->dim);
4378         free(map);
4379 }
4380
4381 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4382                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4383 {
4384         int i;
4385
4386         base = isl_map_cow(base);
4387         if (!base)
4388                 return NULL;
4389
4390         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4391         if (!base->dim)
4392                 goto error;
4393         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4394                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
4395                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4396                 if (!base->p[i])
4397                         goto error;
4398         }
4399         return base;
4400 error:
4401         isl_map_free(base);
4402         return NULL;
4403 }
4404
4405 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4406                 unsigned nparam, unsigned dim)
4407 {
4408         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4409                                                         nparam, 0, dim);
4410 }
4411
4412 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4413         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4414 {
4415         int j;
4416
4417         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4418         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4419         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4420         if (j < 0)
4421                 goto error;
4422         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4423         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4424         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4425         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4426         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4427 error:
4428         isl_basic_map_free(bmap);
4429         return NULL;
4430 }
4431
4432 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4433         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4434 {
4435         int j;
4436
4437         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4438         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4439         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4440         if (j < 0)
4441                 goto error;
4442         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4443         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4444         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4445         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4446         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4447 error:
4448         isl_basic_map_free(bmap);
4449         return NULL;
4450 }
4451
4452 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4453                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4454 {
4455         if (!bmap)
4456                 return NULL;
4457         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4458         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4459                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4460 error:
4461         isl_basic_map_free(bmap);
4462         return NULL;
4463 }
4464
4465 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4466                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4467 {
4468         if (!bmap)
4469                 return NULL;
4470         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4471         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4472                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4473 error:
4474         isl_basic_map_free(bmap);
4475         return NULL;
4476 }
4477
4478 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4479                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4480 {
4481         return (struct isl_basic_set *)
4482                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4483                                         type, pos, value);
4484 }
4485
4486 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4487                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4488 {
4489         return (struct isl_basic_set *)
4490                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4491                                         type, pos, value);
4492 }
4493
4494 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4495                 unsigned input, int value)
4496 {
4497         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4498 }
4499
4500 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4501                 unsigned dim, int value)
4502 {
4503         return (struct isl_basic_set *)
4504                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4505                                         isl_dim_set, dim, value);
4506 }
4507
4508 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4509                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4510 {
4511         int i;
4512
4513         map = isl_map_cow(map);
4514         if (!map)
4515                 return NULL;
4516
4517         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4518         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4519                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4520                 if (!map->p[i])
4521                         goto error;
4522         }
4523         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4524         return map;
4525 error:
4526         isl_map_free(map);
4527         return NULL;
4528 }
4529
4530 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4531                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4532 {
4533         return (struct isl_set *)
4534                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4535 }
4536
4537 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4538                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4539 {
4540         int i;
4541
4542         map = isl_map_cow(map);
4543         if (!map)
4544                 return NULL;
4545
4546         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4547         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4548                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4549                 if (!map->p[i])
4550                         goto error;
4551         }
4552         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4553         return map;
4554 error:
4555         isl_map_free(map);
4556         return NULL;
4557 }
4558
4559 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4560                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4561 {
4562         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4563 }
4564
4565 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4566                 unsigned input, int value)
4567 {
4568         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4569 }
4570
4571 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4572 {
4573         return (struct isl_set *)
4574                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4575 }
4576
4577 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4578                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4579                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4580 {
4581         int j;
4582
4583         if (!bmap)
4584                 return NULL;
4585         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4586         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4587         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4588         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4589         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4590         if (j < 0)
4591                 goto error;
4592         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4593         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4594         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4595         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4596         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4597 error:
4598         isl_basic_map_free(bmap);
4599         return NULL;
4600 }
4601
4602 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4603         unsigned dim, isl_int value)
4604 {
4605         int j;
4606
4607         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4608         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4609         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4610         if (j < 0)
4611                 goto error;
4612         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4613         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4614         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4615         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4616         return isl_basic_set_finalize(bset);
4617 error:
4618         isl_basic_set_free(bset);
4619         return NULL;
4620 }
4621
4622 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4623                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4624 {
4625         int i;
4626
4627         map = isl_map_cow(map);
4628         if (!map)
4629                 return NULL;
4630
4631         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4632         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4633                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4634                                                          type, pos, value);
4635                 if (!map->p[i])
4636                         goto error;
4637         }
4638         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4639         return map;
4640 error:
4641         isl_map_free(map);
4642         return NULL;
4643 }
4644
4645 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4646                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4647 {
4648         return (struct isl_set *)
4649                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4650 }
4651
4652 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4653                                         isl_int value)
4654 {
4655         int i;
4656
4657         set = isl_set_cow(set);
4658         if (!set)
4659                 return NULL;
4660
4661         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4662         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4663                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4664                 if (!set->p[i])
4665                         goto error;
4666         }
4667         return set;
4668 error:
4669         isl_set_free(set);
4670         return NULL;
4671 }
4672
4673 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4674 {
4675         int i;
4676
4677         map = isl_map_cow(map);
4678         if (!map)
4679                 return NULL;
4680
4681         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4682         if (!map->dim)
4683                 goto error;
4684         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4685                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4686                 if (!map->p[i])
4687                         goto error;
4688         }
4689         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4690         return map;
4691 error:
4692         isl_map_free(map);
4693         return NULL;
4694 }
4695
4696 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4697                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4698                 struct isl_set **empty, int max)
4699 {
4700         if (!bmap)
4701                 goto error;
4702         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4703                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4704         else
4705                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4706 error:
4707         isl_basic_map_free(bmap);
4708         isl_basic_set_free(dom);
4709         if (empty)
4710                 *empty = NULL;
4711         return NULL;
4712 }
4713
4714 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4715                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4716                 struct isl_set **empty)
4717 {
4718         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4719 }
4720
4721 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4722                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4723                 struct isl_set **empty)
4724 {
4725         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4726 }
4727
4728 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4729                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4730                 struct isl_set **empty)
4731 {
4732         return (struct isl_set *)
4733                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4734                         dom, empty);
4735 }
4736
4737 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4738                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4739                 struct isl_set **empty)
4740 {
4741         return (struct isl_set *)
4742                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4743                         dom, empty);
4744 }
4745
4746 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
4747  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4748  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4749  *
4750  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4751  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4752  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4753  * domain down into the parametric integer programming.
4754  */
4755 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4756                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4757                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4758 {
4759         int i;
4760         struct isl_map *res;
4761
4762         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4763         if (!dom)
4764                 goto error;
4765
4766         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
4767                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4768                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4769                 isl_set_free(dom);
4770                 isl_basic_map_free(bmap);
4771                 return res;
4772         }
4773
4774         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4775                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4776
4777         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4778                 struct isl_map *res_i;
4779                 struct isl_set *empty_i;
4780
4781                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4782                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4783
4784                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4785                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4786         }
4787
4788         isl_set_free(dom);
4789         isl_basic_map_free(bmap);
4790         return res;
4791 error:
4792         *empty = NULL;
4793         isl_set_free(dom);
4794         isl_basic_map_free(bmap);
4795         return NULL;
4796 }
4797
4798 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
4799  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4800  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4801  *
4802  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4803  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4804  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4805  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4806  * improve both "res" and "todo".
4807  *
4808  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4809  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4810  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
4811  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
4812  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
4813  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
4814  * In particular, the set where there is no solution is the set where
4815  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
4816  * for the ith basic map, i.e.,
4817  *
4818  *      todo^i = todo^k * todo_i
4819  *
4820  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
4821  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
4822  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
4823  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
4824  * the lexicographic order.)
4825  * In practice, we compute
4826  *
4827  *      res^k * (res_i . "<=")
4828  *
4829  * and
4830  *
4831  *      res_i * (res^k . "<")
4832  *
4833  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
4834  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
4835  * that one, i.e.,
4836  *
4837  *      res^k * todo_i
4838  * and
4839  *      res_i * todo^k
4840  *
4841  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
4842  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
4843  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
4844  * We want to avoid such splintering as much as possible.
4845  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
4846  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
4847  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
4848  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
4849  * the previous basic maps.
4850  */
4851 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4852                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4853                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4854 {
4855         int i;
4856         struct isl_map *res;
4857         struct isl_set *todo;
4858
4859         if (!map || !dom)
4860                 goto error;
4861
4862         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
4863                 if (empty)
4864                         *empty = dom;
4865                 else
4866                         isl_set_free(dom);
4867                 return map;
4868         }
4869
4870         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4871                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4872
4873         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4874                 isl_map *lt, *le;
4875                 isl_map *res_i;
4876                 isl_set *todo_i;
4877                 isl_dim *dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(res));
4878
4879                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4880                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
4881
4882                 if (max) {
4883                         lt = isl_map_lex_lt(isl_dim_copy(dim));
4884                         le = isl_map_lex_le(dim);
4885                 } else {
4886                         lt = isl_map_lex_gt(isl_dim_copy(dim));
4887                         le = isl_map_lex_ge(dim);
4888                 }
4889                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4890                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
4891                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
4892                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
4893
4894                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
4895                         res = isl_map_intersect_domain(res,
4896                                                         isl_set_copy(todo_i));
4897                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
4898                                                         isl_set_copy(todo));
4899                 }
4900
4901                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4902                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
4903                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
4904
4905                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
4906         }
4907
4908         isl_set_free(dom);
4909         isl_map_free(map);
4910
4911         if (empty)
4912                 *empty = todo;
4913         else
4914                 isl_set_free(todo);
4915
4916         return res;
4917 error:
4918         if (empty)
4919                 *empty = NULL;
4920         isl_set_free(dom);
4921         isl_map_free(map);
4922         return NULL;
4923 }
4924
4925 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4926                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4927                 __isl_give isl_set **empty)
4928 {
4929         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4930 }
4931
4932 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4933                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4934                 __isl_give isl_set **empty)
4935 {
4936         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4937 }
4938
4939 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4940                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4941                 __isl_give isl_set **empty)
4942 {
4943         return (struct isl_set *)
4944                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4945                         dom, empty);
4946 }
4947
4948 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4949                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4950                 __isl_give isl_set **empty)
4951 {
4952         return (struct isl_set *)
4953                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4954                         dom, empty);
4955 }
4956
4957 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4958 {
4959         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4960         struct isl_dim *dom_dim;
4961
4962         if (!bmap)
4963                 goto error;
4964         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4965         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4966         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4967 error:
4968         isl_basic_map_free(bmap);
4969         return NULL;
4970 }
4971
4972 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4973 {
4974         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4975 }
4976
4977 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4978 {
4979         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4980 }
4981
4982 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
4983 {
4984         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
4985 }
4986
4987 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
4988 {
4989         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
4990 }
4991
4992 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
4993 {
4994         struct isl_set *dom = NULL;
4995         struct isl_dim *dom_dim;
4996
4997         if (!map)
4998                 goto error;
4999         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
5000         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5001         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5002 error:
5003         isl_map_free(map);
5004         return NULL;
5005 }
5006
5007 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5008 {
5009         return isl_map_lexopt(map, 0);
5010 }
5011
5012 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5013 {
5014         return isl_map_lexopt(map, 1);
5015 }
5016
5017 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5018 {
5019         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5020 }
5021
5022 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5023 {
5024         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5025 }
5026
5027 /* Construct a map that equates the two given dimensions in the given space.
5028  */
5029 static __isl_give isl_map *equate(__isl_take isl_dim *dim,
5030         enum isl_dim_type src_type, int src_pos,
5031         enum isl_dim_type dst_type, int dst_pos)
5032 {
5033         isl_basic_map *bmap;
5034         int k;
5035
5036         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
5037         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5038         if (k < 0)
5039                 goto error;
5040         isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5041         src_pos += isl_basic_map_offset(bmap, src_type);
5042         dst_pos += isl_basic_map_offset(bmap, dst_type);
5043         isl_int_set_si(bmap->eq[k][src_pos], 1);
5044         isl_int_set_si(bmap->eq[k][dst_pos], -1);
5045
5046         return isl_map_from_basic_map(bmap);
5047 error:
5048         isl_basic_map_free(bmap);
5049         return NULL;
5050 }
5051
5052 /* Extract the first and only affine expression from list
5053  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5054  * This domain is known to be disjoint from other domains
5055  * because of the way isl_basic_set_foreach_lexmax works.
5056  */
5057 static int update_dim_max(__isl_take isl_basic_set *dom,
5058         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5059 {
5060         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5061         isl_aff *aff;
5062         isl_pw_aff **pwaff = user;
5063         isl_pw_aff *pwaff_i;
5064
5065         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5066                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5067                         "expecting single element list", goto error);
5068
5069         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5070         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5071
5072         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5073
5074         isl_aff_list_free(list);
5075
5076         return 0;
5077 error:
5078         isl_basic_set_free(dom);
5079         isl_aff_list_free(list);
5080         return -1;
5081 }
5082
5083 /* Given a one-dimensional basic set, compute the maximum of that
5084  * dimension as an isl_pw_aff.
5085  *
5086  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_set_foreach_lexmax
5087  * call update_dim_max on each leaf of the result.
5088  */
5089 static __isl_give isl_pw_aff *basic_set_dim_max(__isl_keep isl_basic_set *bset)
5090 {
5091         isl_dim *dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
5092         isl_pw_aff *pwaff;
5093         int r;
5094
5095         dim = isl_dim_domain(isl_dim_from_range(dim));
5096         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5097
5098         r = isl_basic_set_foreach_lexmax(bset, &update_dim_max, &pwaff);
5099         if (r < 0)
5100                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5101
5102         return pwaff;
5103 }
5104
5105 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
5106  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5107  *
5108  * We first project the set onto the given dimension and then compute
5109  * the "lexicographic" maximum in each basic set, combining the results
5110  * using isl_pw_aff_max.
5111  */
5112 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
5113 {
5114         int i;
5115         isl_map *map;
5116         isl_pw_aff *pwaff;
5117
5118         map = isl_map_from_domain(set);
5119         map = isl_map_add_dims(map, isl_dim_out, 1);
5120         map = isl_map_intersect(map,
5121                 equate(isl_map_get_dim(map), isl_dim_in, pos,
5122                                              isl_dim_out, 0));
5123         set = isl_map_range(map);
5124         if (!set)
5125                 return NULL;
5126
5127         if (set->n == 0) {
5128                 isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5129                 dim = isl_dim_domain(isl_dim_from_range(dim));
5130                 isl_set_free(set);
5131                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5132         }
5133
5134         pwaff = basic_set_dim_max(set->p[0]);
5135         for (i = 1; i < set->n; ++i) {
5136                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5137
5138                 pwaff_i = basic_set_dim_max(set->p[i]);
5139                 pwaff = isl_pw_aff_max(pwaff, pwaff_i);
5140         }
5141
5142         isl_set_free(set);
5143
5144         return pwaff;
5145 }
5146
5147 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5148  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5149  */
5150 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5151         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5152 {
5153         unsigned nparam;
5154
5155         if (!bset || !mat)
5156                 goto error;
5157
5158         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
5159         if (!bset->dim)
5160                 goto error;
5161
5162         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5163
5164         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5165
5166         bset->dim->nparam = 0;
5167         bset->dim->n_out = nparam;
5168         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5169         if (bset) {
5170                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5171                 bset->dim->n_out = 0;
5172         }
5173         return bset;
5174 error:
5175         isl_mat_free(mat);
5176         isl_basic_set_free(bset);
5177         return NULL;
5178 }
5179
5180 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5181  * set is assumed to have only parameters and divs.
5182  */
5183 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5184         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5185 {
5186         struct isl_dim *dim = NULL;
5187         unsigned nparam;
5188
5189         if (!set || !mat)
5190                 goto error;
5191
5192         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5193         dim = isl_dim_cow(dim);
5194         if (!dim)
5195                 goto error;
5196
5197         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5198
5199         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5200
5201         dim->nparam = 0;
5202         dim->n_out = nparam;
5203         isl_set_reset_dim(set, dim);
5204         set = isl_set_preimage(set, mat);
5205         if (!set)
5206                 goto error2;
5207         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5208         dim = isl_dim_cow(dim);
5209         if (!dim)
5210                 goto error2;
5211         dim->nparam = dim->n_out;
5212         dim->n_out = 0;
5213         isl_set_reset_dim(set, dim);
5214         return set;
5215 error:
5216         isl_dim_free(dim);
5217         isl_mat_free(mat);
5218 error2:
5219         isl_set_free(set);
5220         return NULL;
5221 }
5222
5223 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5224  * equalities in "eq".
5225  */
5226 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5227         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5228 {
5229         int i, k;
5230         unsigned len;
5231
5232         if (!bset || !eq)
5233                 goto error;
5234
5235         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
5236                                         eq->n_row, 0);
5237         if (!bset)
5238                 goto error;
5239
5240         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
5241         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5242                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5243                 if (k < 0)
5244                         goto error;
5245                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5246                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5247         }
5248         isl_mat_free(eq);
5249
5250         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5251         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5252
5253         return bset;
5254 error:
5255         isl_mat_free(eq);
5256         isl_basic_set_free(bset);
5257         return NULL;
5258 }
5259
5260 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5261  * equalities in "eq".
5262  */
5263 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5264         struct isl_mat *eq)
5265 {
5266         int i;
5267
5268         if (!set || !eq)
5269                 goto error;
5270
5271         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5272                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5273                                         isl_mat_copy(eq));
5274                 if (!set->p[i])
5275                         goto error;
5276         }
5277         isl_mat_free(eq);
5278         return set;
5279 error:
5280         isl_mat_free(eq);
5281         isl_set_free(set);
5282         return NULL;
5283 }
5284
5285 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5286  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5287  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5288  * The output has the same parameters, but only
5289  * explicit existentially quantified variables.
5290  *
5291  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5292  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5293  * among the parameters by performing a variable compression on
5294  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5295  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5296  */
5297 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5298 {
5299         int i, j;
5300         struct isl_mat *eq;
5301         struct isl_mat *T, *T2;
5302         struct isl_set *set;
5303         unsigned nparam, n_div;
5304
5305         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5306         if (!bset)
5307                 return NULL;
5308
5309         if (bset->n_eq == 0)
5310                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5311
5312         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5313
5314         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5315         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5316
5317         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5318                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5319                         ++i;
5320         }
5321         if (i == bset->n_eq)
5322                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5323
5324         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5325                 0, 1 + nparam);
5326         eq = isl_mat_cow(eq);
5327         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5328         if (T && T->n_col == 0) {
5329                 isl_mat_free(T);
5330                 isl_mat_free(T2);
5331                 isl_mat_free(eq);
5332                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5333                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5334         }
5335         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5336
5337         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5338         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5339         set = set_append_equalities(set, eq);
5340         return set;
5341 }
5342
5343 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5344  * quantified variables.
5345  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5346  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5347  * no input or output dimensions and the dimension specification
5348  * is reset to that of the input.
5349  */
5350 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5351 {
5352         struct isl_basic_set *bset;
5353         struct isl_set *set;
5354         struct isl_map *map;
5355         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
5356         unsigned         nparam;
5357         unsigned         n_in;
5358         unsigned         n_out;
5359
5360         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5361         if (!bmap)
5362                 return NULL;
5363
5364         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5365         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5366         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5367         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5368         if (!dim)
5369                 goto error;
5370
5371         orig_dim = bmap->dim;
5372         bmap->dim = dim;
5373         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5374
5375         set = parameter_compute_divs(bset);
5376         map = (struct isl_map *)set;
5377         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
5378
5379         return map;
5380 error:
5381         isl_basic_map_free(bmap);
5382         return NULL;
5383 }
5384
5385 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5386 {
5387         int i;
5388         unsigned off;
5389
5390         if (!bmap)
5391                 return -1;
5392
5393         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5394         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5395                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5396                         return 0;
5397                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5398                                 return -1);
5399         }
5400         return 1;
5401 }
5402
5403 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5404 {
5405         int i;
5406
5407         if (!map)
5408                 return -1;
5409
5410         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5411                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
5412                 if (known <= 0)
5413                         return known;
5414         }
5415
5416         return 1;
5417 }
5418
5419 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5420  * expressions for them.  However, this computation may be
5421  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5422  * strictly needed.
5423  */
5424 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5425 {
5426         int known;
5427         struct isl_map *map;
5428
5429         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5430         if (known < 0)
5431                 goto error;
5432         if (known)
5433                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5434
5435         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5436
5437         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5438         if (known < 0)
5439                 goto error;
5440         if (known)
5441                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5442
5443         map = compute_divs(bmap);
5444         return map;
5445 error:
5446         isl_basic_map_free(bmap);
5447         return NULL;
5448 }
5449
5450 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5451 {
5452         int i;
5453         int known;
5454         struct isl_map *res;
5455
5456         if (!map)
5457                 return NULL;
5458         if (map->n == 0)
5459                 return map;
5460
5461         known = map_divs_known(map);
5462         if (known < 0) {
5463                 isl_map_free(map);
5464                 return NULL;
5465         }
5466         if (known)
5467                 return map;
5468
5469         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5470         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5471                 struct isl_map *r2;
5472                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5473                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5474                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5475                 else
5476                         res = isl_map_union(res, r2);
5477         }
5478         isl_map_free(map);
5479
5480         return res;
5481 }
5482
5483 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5484 {
5485         return (struct isl_set *)
5486                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5487 }
5488
5489 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5490 {
5491         return (struct isl_set *)
5492                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5493 }
5494
5495 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5496 {
5497         int i;
5498         struct isl_set *set;
5499
5500         if (!map)
5501                 goto error;
5502
5503         map = isl_map_cow(map);
5504         if (!map)
5505                 return NULL;
5506
5507         set = (struct isl_set *)map;
5508         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
5509         if (!set->dim)
5510                 goto error;
5511         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5512                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5513                 if (!set->p[i])
5514                         goto error;
5515         }
5516         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5517         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5518         return set;
5519 error:
5520         isl_map_free(map);
5521         return NULL;
5522 }
5523
5524 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
5525                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5526 {
5527         int i;
5528         unsigned flags = 0;
5529         struct isl_map *map = NULL;
5530
5531         if (!map1 || !map2)
5532                 goto error;
5533
5534         if (map1->n == 0) {
5535                 isl_map_free(map1);
5536                 return map2;
5537         }
5538         if (map2->n == 0) {
5539                 isl_map_free(map2);
5540                 return map1;
5541         }
5542
5543         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
5544
5545         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5546             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5547                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5548
5549         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
5550                                 map1->n + map2->n, flags);
5551         if (!map)
5552                 goto error;
5553         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
5554                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5555                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
5556                 if (!map)
5557                         goto error;
5558         }
5559         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
5560                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5561                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
5562                 if (!map)
5563                         goto error;
5564         }
5565         isl_map_free(map1);
5566         isl_map_free(map2);
5567         return map;
5568 error:
5569         isl_map_free(map);
5570         isl_map_free(map1);
5571         isl_map_free(map2);
5572         return NULL;
5573 }
5574
5575 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5576 {
5577         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
5578         if (!map1)
5579                 return NULL;
5580         if (map1->n > 1)
5581                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
5582         return map1;
5583 }
5584
5585 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
5586                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5587 {
5588         return (struct isl_set *)
5589                 isl_map_union_disjoint(
5590                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5591 }
5592
5593 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5594 {
5595         return (struct isl_set *)
5596                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5597 }
5598
5599 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
5600                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5601 {
5602         unsigned flags = 0;
5603         struct isl_map *result;
5604         int i, j;
5605
5606         if (!map || !set)
5607                 goto error;
5608
5609         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
5610                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5611                         "parameters don't match", goto error);
5612
5613         if (isl_dim_size(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
5614             !isl_map_compatible_range(map, set))
5615                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5616                         "incompatible spaces", goto error);
5617
5618         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
5619                 isl_set_free(set);
5620                 return map;
5621         }
5622
5623         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5624             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
5625                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5626
5627         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
5628                                         map->n * set->n, flags);
5629         if (!result)
5630                 goto error;
5631         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5632                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
5633                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5634                             isl_basic_map_intersect_range(
5635                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5636                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
5637                         if (!result)
5638                                 goto error;
5639                 }
5640         isl_map_free(map);
5641         isl_set_free(set);
5642         return result;
5643 error:
5644         isl_map_free(map);
5645         isl_set_free(set);
5646         return NULL;
5647 }
5648
5649 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
5650                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5651 {
5652         return isl_map_reverse(
5653                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
5654 }
5655
5656 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
5657                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5658 {
5659         if (!map1 || !map2)
5660                 goto error;
5661         map1 = isl_map_reverse(map1);
5662         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
5663         return isl_map_reverse(map1);
5664 error:
5665         isl_map_free(map1);
5666         isl_map_free(map2);
5667         return NULL;
5668 }
5669
5670 struct isl_map *isl_map_apply_range(
5671                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5672 {
5673         struct isl_dim *dim_result;
5674         struct isl_map *result;
5675         int i, j;
5676
5677         if (!map1 || !map2)
5678                 goto error;
5679
5680         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
5681                                   isl_dim_copy(map2->dim));
5682
5683         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
5684         if (!result)
5685                 goto error;
5686         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5687                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5688                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5689                             isl_basic_map_apply_range(
5690                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5691                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
5692                         if (!result)
5693                                 goto error;
5694                 }
5695         isl_map_free(map1);
5696         isl_map_free(map2);
5697         if (result && result->n <= 1)
5698                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
5699         return result;
5700 error:
5701         isl_map_free(map1);
5702         isl_map_free(map2);
5703         return NULL;
5704 }
5705
5706 /*
5707  * returns range - domain
5708  */
5709 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
5710 {
5711         isl_dim *dims, *target_dim;
5712         struct isl_basic_set *bset;
5713         unsigned dim;
5714         unsigned nparam;
5715         int i;
5716
5717         if (!bmap)
5718                 goto error;
5719         isl_assert(bmap->ctx, isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
5720                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
5721                    goto error);
5722         target_dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
5723         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
5724         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
5725         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
5726         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5727         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
5728         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
5729         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
5730         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
5731         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5732                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
5733                                             (struct isl_basic_map *)bset);
5734                 if (j < 0)
5735                         goto error;
5736                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5737                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
5738                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
5739                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
5740         }
5741         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
5742         bset = isl_basic_set_reset_dim(bset, target_dim);
5743         return bset;
5744 error:
5745         isl_basic_map_free(bmap);
5746         return NULL;
5747 }
5748
5749 /*
5750  * returns range - domain
5751  */
5752 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
5753 {
5754         int i;
5755         isl_dim *dim;
5756         struct isl_set *result;
5757
5758         if (!map)
5759                 return NULL;
5760
5761         isl_assert(map->ctx, isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
5762                                                  map->dim, isl_dim_out),
5763                    goto error);
5764         dim = isl_map_get_dim(map);
5765         dim = isl_dim_domain(dim);
5766         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, 0);
5767         if (!result)
5768                 goto error;
5769         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5770                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5771                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5772         isl_map_free(map);
5773         return result;
5774 error:
5775         isl_map_free(map);
5776         return NULL;
5777 }
5778
5779 /*
5780  * returns [domain -> range] -> range - domain
5781  */
5782 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
5783         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5784 {
5785         int i, k;
5786         isl_dim *dim;
5787         isl_basic_map *domain;
5788         int nparam, n;
5789         unsigned total;
5790
5791         if (!isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
5792                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5793                         "domain and range don't match", goto error);
5794
5795         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5796         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5797
5798         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
5799         domain = isl_basic_map_universe(dim);
5800
5801         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
5802         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
5803         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
5804
5805         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5806
5807         for (i = 0; i < n; ++i) {
5808                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5809                 if (k < 0)
5810                         goto error;
5811                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
5812                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
5813                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
5814                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
5815         }
5816
5817         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
5818         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5819 error:
5820         isl_basic_map_free(bmap);
5821         return NULL;
5822 }
5823
5824 /*
5825  * returns [domain -> range] -> range - domain
5826  */
5827 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
5828 {
5829         int i;
5830         isl_dim *domain_dim;
5831
5832         if (!map)
5833                 return NULL;
5834
5835         if (!isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
5836                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5837                         "domain and range don't match", goto error);
5838
5839         map = isl_map_cow(map);
5840         if (!map)
5841                 return NULL;
5842
5843         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
5844         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
5845         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
5846         if (!map->dim)
5847                 goto error;
5848         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5849                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
5850                 if (!map->p[i])
5851                         goto error;
5852         }
5853         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5854         return map;
5855 error:
5856         isl_map_free(map);
5857         return NULL;
5858 }
5859
5860 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
5861 {
5862         struct isl_basic_map *bmap;
5863         unsigned nparam;
5864         unsigned dim;
5865         int i;
5866
5867         if (!dims)
5868                 return NULL;
5869
5870         nparam = dims->nparam;
5871         dim = dims->n_out;
5872         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
5873         if (!bmap)
5874                 goto error;
5875
5876         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5877                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5878                 if (j < 0)
5879                         goto error;
5880                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5881                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5882                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5883         }
5884         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5885 error:
5886         isl_basic_map_free(bmap);
5887         return NULL;
5888 }
5889
5890 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5891 {
5892         if (!dim)
5893                 return NULL;
5894         if (dim->n_in != dim->n_out)
5895                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
5896                         "number of input and output dimensions needs to be "
5897                         "the same", goto error);
5898         return basic_map_identity(dim);
5899 error:
5900         isl_dim_free(dim);
5901         return NULL;
5902 }
5903
5904 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5905 {
5906         if (!model || !model->dim)
5907                 return NULL;
5908         return isl_basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5909 }
5910
5911 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5912 {
5913         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
5914 }
5915
5916 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5917 {
5918         if (!model || !model->dim)
5919                 return NULL;
5920         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5921 }
5922
5923 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5924 {
5925         if (!model || !model->dim)
5926                 return NULL;
5927         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5928 }
5929
5930 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
5931 {
5932         isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5933         isl_map *id;
5934         id = isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
5935         return isl_map_intersect_range(id, set);
5936 }
5937
5938 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5939  * values.
5940  */
5941 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5942 {
5943         int i;
5944         unsigned nparam;
5945         unsigned dim;
5946         struct isl_basic_set *bset;
5947
5948         if (!dims)
5949                 return NULL;
5950         nparam = dims->nparam;
5951         dim = dims->n_out;
5952         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5953         if (!bset)
5954                 return NULL;
5955         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5956                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5957                 if (k < 0)
5958                         goto error;
5959                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5960                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5961         }
5962         return bset;
5963 error:
5964         isl_basic_set_free(bset);
5965         return NULL;
5966 }
5967
5968 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
5969  */
5970 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim,
5971         int pos)
5972 {
5973         int k;
5974         isl_basic_set *nonneg;
5975
5976         nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5977         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5978         if (k < 0)
5979                 goto error;
5980         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
5981         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
5982
5983         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
5984 error:
5985         isl_basic_set_free(nonneg);
5986         return NULL;
5987 }
5988
5989 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
5990  */
5991 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim, int pos)
5992 {
5993         int k;
5994         isl_basic_set *neg;
5995
5996         neg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5997         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
5998         if (k < 0)
5999                 goto error;
6000         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6001         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6002         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6003
6004         return isl_basic_set_finalize(neg);
6005 error:
6006         isl_basic_set_free(neg);
6007         return NULL;
6008 }
6009
6010 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6011         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6012 {
6013         int i;
6014         isl_basic_set *nonneg;
6015         isl_basic_set *neg;
6016
6017         if (!set)
6018                 return NULL;
6019         if (n == 0)
6020                 return set;
6021
6022         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6023
6024         for (i = 0; i < n; ++i) {
6025                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6026                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6027                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6028                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6029
6030                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6031         }
6032
6033         return set;
6034 error:
6035         isl_set_free(set);
6036         return NULL;
6037 }
6038
6039 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6040         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6041         void *user)
6042 {
6043         isl_set *half;
6044
6045         if (!set)
6046                 return -1;
6047         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6048                 isl_set_free(set);
6049                 return 0;
6050         }
6051         if (first == len)
6052                 return fn(set, signs, user);
6053
6054         signs[first] = 1;
6055         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6056                                                         1 + first));
6057         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6058         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6059                 goto error;
6060
6061         signs[first] = -1;
6062         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6063                                                         1 + first));
6064         half = isl_set_intersect(half, set);
6065         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6066 error:
6067         isl_set_free(set);
6068         return -1;
6069 }
6070
6071 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6072  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6073  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6074  * to the sign of the corresponding variable.
6075  */
6076 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6077         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6078         void *user)
6079 {
6080         unsigned nparam;
6081         unsigned nvar;
6082         int *signs;
6083         int r;
6084
6085         if (!set)
6086                 return -1;
6087         if (isl_set_plain_is_empty(set))
6088                 return 0;
6089
6090         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6091         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
6092
6093         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
6094
6095         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
6096                             fn, user);
6097
6098         free(signs);
6099
6100         return r;
6101 }
6102
6103 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6104 {
6105         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6106 }
6107
6108 int isl_basic_map_is_subset(
6109                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6110 {
6111         int is_subset;
6112         struct isl_map *map1;
6113         struct isl_map *map2;
6114
6115         if (!bmap1 || !bmap2)
6116                 return -1;
6117
6118         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6119         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6120
6121         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6122
6123         isl_map_free(map1);
6124         isl_map_free(map2);
6125
6126         return is_subset;
6127 }
6128
6129 int isl_basic_map_is_equal(
6130                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6131 {
6132         int is_subset;
6133
6134         if (!bmap1 || !bmap2)
6135                 return -1;
6136         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6137         if (is_subset != 1)
6138                 return is_subset;
6139         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6140         return is_subset;
6141 }
6142
6143 int isl_basic_set_is_equal(
6144                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6145 {
6146         return isl_basic_map_is_equal(
6147                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6148 }
6149
6150 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6151 {
6152         int i;
6153         int is_empty;
6154
6155         if (!map)
6156                 return -1;
6157         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6158                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6159                 if (is_empty < 0)
6160                         return -1;
6161                 if (!is_empty)
6162                         return 0;
6163         }
6164         return 1;
6165 }
6166
6167 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6168 {
6169         return map ? map->n == 0 : -1;
6170 }
6171
6172 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6173 {
6174         return isl_map_plain_is_empty(map);
6175 }
6176
6177 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6178 {
6179         return set ? set->n == 0 : -1;
6180 }
6181
6182 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6183 {
6184         return isl_set_plain_is_empty(set);
6185 }
6186
6187 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6188 {
6189         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6190 }
6191
6192 int isl_map_has_equal_dim(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6193 {
6194         if (!map1 || !map2)
6195                 return -1;
6196
6197         return isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim);
6198 }
6199
6200 int isl_set_has_equal_dim(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6201 {
6202         if (!set1 || !set2)
6203                 return -1;
6204
6205         return isl_dim_equal(set1->dim, set2->dim);
6206 }
6207
6208 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6209 {
6210         int is_subset;
6211
6212         if (!map1 || !map2)
6213                 return -1;
6214         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6215         if (is_subset != 1)
6216                 return is_subset;
6217         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6218         return is_subset;
6219 }
6220
6221 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6222                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6223 {
6224         int is_subset;
6225
6226         if (!bmap1 || !bmap2)
6227                 return -1;
6228         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6229         if (is_subset != 1)
6230                 return is_subset;
6231         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6232         if (is_subset == -1)
6233                 return is_subset;
6234         return !is_subset;
6235 }
6236
6237 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6238 {
6239         int is_subset;
6240
6241         if (!map1 || !map2)
6242                 return -1;
6243         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6244         if (is_subset != 1)
6245                 return is_subset;
6246         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6247         if (is_subset == -1)
6248                 return is_subset;
6249         return !is_subset;
6250 }
6251
6252 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6253 {
6254         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6255 }
6256
6257 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6258 {
6259         if (!bmap)
6260                 return -1;
6261         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6262 }
6263
6264 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6265 {
6266         if (!bset)
6267                 return -1;
6268         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6269 }
6270
6271 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6272 {
6273         int i;
6274
6275         if (!map)
6276                 return -1;
6277
6278         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6279                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6280                 if (r < 0 || r)
6281                         return r;
6282         }
6283
6284         return 0;
6285 }
6286
6287 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6288 {
6289         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6290 }
6291
6292 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6293 {
6294         return isl_set_plain_is_universe(set);
6295 }
6296
6297 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6298 {
6299         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6300         struct isl_vec *sample = NULL;
6301         int empty;
6302         unsigned total;
6303
6304         if (!bmap)
6305                 return -1;
6306
6307         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6308                 return 1;
6309
6310         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6311                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6312                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6313                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6314                 isl_basic_map_free(copy);
6315                 return empty;
6316         }
6317
6318         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6319         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6320                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6321                 if (contains < 0)
6322                         return -1;
6323                 if (contains)
6324                         return 0;
6325         }
6326         isl_vec_free(bmap->sample);
6327         bmap->sample = NULL;
6328         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6329         if (!bset)
6330                 return -1;
6331         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6332         if (!sample)
6333                 return -1;
6334         empty = sample->size == 0;
6335         isl_vec_free(bmap->sample);
6336         bmap->sample = sample;
6337         if (empty)
6338                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6339
6340         return empty;
6341 }
6342
6343 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6344 {
6345         if (!bmap)
6346                 return -1;
6347         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6348 }
6349
6350 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6351 {
6352         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6353 }
6354
6355 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6356 {
6357         if (!bset)
6358                 return -1;
6359         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6360 }
6361
6362 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6363 {
6364         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6365 }
6366
6367 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6368 {
6369         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6370 }
6371
6372 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6373         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6374 {
6375         struct isl_map *map;
6376         if (!bmap1 || !bmap2)
6377                 return NULL;
6378
6379         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6380
6381         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6382         if (!map)
6383                 goto error;
6384         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6385         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6386         return map;
6387 error:
6388         isl_basic_map_free(bmap1);
6389         isl_basic_map_free(bmap2);
6390         return NULL;
6391 }
6392
6393 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6394                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6395 {
6396         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6397                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6398                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6399 }
6400
6401 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6402 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6403 {
6404         int i;
6405         unsigned off;
6406
6407         if (!bmap)
6408                 return NULL;
6409
6410         off = isl_dim_total(bmap->dim);
6411
6412         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6413                 int pos;
6414                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6415                         continue;
6416                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6417                                                             bmap->n_div-i);
6418                 if (pos == -1)
6419                         continue;
6420                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6421                 --i;
6422         }
6423         return bmap;
6424 }
6425
6426 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6427 {
6428         return (struct isl_basic_set *)
6429                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6430 }
6431
6432 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6433 {
6434         int i;
6435
6436         if (!map)
6437                 return 0;
6438
6439         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6440                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6441                 if (!map->p[i])
6442                         goto error;
6443         }
6444
6445         return map;
6446 error:
6447         isl_map_free(map);
6448         return NULL;
6449 }
6450
6451 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
6452  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
6453  * list of divs is given by "div".
6454  */
6455 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
6456         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
6457 {
6458         int i, j;
6459         int n_div;
6460
6461         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6462         if (!bset || !div)
6463                 goto error;
6464
6465         if (div->n_row < bset->n_div)
6466                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
6467                         "not an expansion", goto error);
6468
6469         bset = isl_basic_map_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim),
6470                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
6471                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
6472
6473         n_div = bset->n_div;
6474         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
6475                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
6476                         goto error;
6477
6478         j = n_div - 1;
6479         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
6480                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
6481                         if (i != j)
6482                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
6483                         j--;
6484                 } else {
6485                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
6486                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
6487                                 goto error;
6488                 }
6489         }
6490
6491         isl_mat_free(div);
6492         return bset;
6493 error:
6494         isl_basic_set_free(bset);
6495         isl_mat_free(div);
6496         return NULL;
6497 }
6498
6499 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
6500  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
6501  *
6502  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
6503  * of the corresponding div in dst otherwise.
6504  */
6505 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
6506                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
6507 {
6508         int i;
6509
6510         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6511
6512         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
6513         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
6514                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
6515                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
6516                                                 dst->n_div - div) == -1)
6517                         return i;
6518         return -1;
6519 }
6520
6521 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
6522                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
6523 {
6524         int i;
6525         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6526
6527         if (!dst || !src)
6528                 goto error;
6529
6530         if (src->n_div == 0)
6531                 return dst;
6532
6533         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
6534                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
6535
6536         src = isl_basic_map_order_divs(src);
6537         dst = isl_basic_map_cow(dst);
6538         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
6539                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
6540         if (!dst)
6541                 return NULL;
6542         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
6543                 int j = find_div(dst, src, i);
6544                 if (j < 0) {
6545                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
6546                         if (j < 0)
6547                                 goto error;
6548                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
6549                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
6550                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
6551                                 goto error;
6552                 }
6553                 if (j != i)
6554                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
6555         }
6556         return dst;
6557 error:
6558         isl_basic_map_free(dst);
6559         return NULL;
6560 }
6561
6562 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
6563                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
6564 {
6565         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
6566                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
6567 }
6568
6569 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
6570 {
6571         int i;
6572
6573         if (!map)
6574                 return NULL;
6575         if (map->n == 0)
6576                 return map;
6577         map = isl_map_compute_divs(map);
6578         map = isl_map_cow(map);
6579         if (!map)
6580                 return NULL;
6581
6582         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6583                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
6584         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6585                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
6586
6587         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6588         return map;
6589 }
6590
6591 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
6592 {
6593         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
6594 }
6595
6596 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
6597 {
6598         if (!set || !map)
6599                 goto error;
6600         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
6601         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
6602         set = isl_map_range(map);
6603         return set;
6604 error:
6605         isl_set_free(set);
6606         isl_map_free(map);
6607         return NULL;
6608 }
6609
6610 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
6611  * the meaning of the set.
6612  */
6613 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
6614 {
6615         int i;
6616
6617         if (!map)
6618                 return NULL;
6619
6620         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6621                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6622                         continue;
6623                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6624                 if (i != map->n-1) {
6625                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6626                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6627                 }
6628                 map->n--;
6629         }
6630
6631         return map;
6632 }
6633
6634 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
6635 {
6636         return (struct isl_set *)
6637                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
6638 }
6639
6640 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
6641 {
6642         struct isl_basic_map *bmap;
6643         if (!map || map->n == 0)
6644                 return NULL;
6645         bmap = map->p[map->n-1];
6646         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
6647         return isl_basic_map_copy(bmap);
6648 }
6649
6650 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
6651 {
6652         return (struct isl_basic_set *)
6653                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
6654 }
6655
6656 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
6657                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
6658 {
6659         int i;
6660
6661         if (!map || !bmap)
6662                 goto error;
6663         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6664                 if (map->p[i] != bmap)
6665                         continue;
6666                 map = isl_map_cow(map);
6667                 if (!map)
6668                         goto error;
6669                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6670                 if (i != map->n-1) {
6671                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
6672                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6673                 }
6674                 map->n--;
6675                 return map;
6676         }
6677         return map;
6678 error:
6679         isl_map_free(map);
6680         return NULL;
6681 }
6682
6683 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
6684                                                 struct isl_basic_set *bset)
6685 {
6686         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
6687                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6688 }
6689
6690 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
6691  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
6692  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
6693  */
6694 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
6695         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
6696         int pos, isl_int *opt)
6697 {
6698         struct isl_dim *dims;
6699         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
6700         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
6701         struct isl_ctx *ctx;
6702         struct isl_vec *obj;
6703         unsigned total;
6704         unsigned nparam;
6705         unsigned dim1, dim2;
6706         enum isl_lp_result res;
6707
6708         if (!bset1 || !bset2)
6709                 return isl_lp_error;
6710
6711         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
6712         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
6713         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
6714         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
6715         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
6716         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
6717         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
6718         if (!bmap1 || !bmap2)
6719                 goto error;
6720         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
6721         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
6722                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
6723                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
6724         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
6725         if (!bmap1)
6726                 goto error;
6727         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6728         ctx = bmap1->ctx;
6729         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
6730         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
6731         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
6732         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
6733         if (!obj)
6734                 goto error;
6735         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
6736                                         opt, NULL, NULL);
6737         isl_basic_map_free(bmap1);
6738         isl_vec_free(obj);
6739         return res;
6740 error:
6741         isl_basic_map_free(bmap1);
6742         isl_basic_map_free(bmap2);
6743         return isl_lp_error;
6744 }
6745
6746 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
6747  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6748  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
6749  * smaller or larger than those in bset2.
6750  *
6751  * Returns
6752  *       1 if bset1 follows bset2
6753  *      -1 if bset1 precedes bset2
6754  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
6755  *      -2 if some error occurred.
6756  */
6757 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
6758         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
6759 {
6760         isl_int opt;
6761         enum isl_lp_result res;
6762         int cmp;
6763
6764         isl_int_init(opt);
6765
6766         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6767
6768         if (res == isl_lp_empty)
6769                 cmp = 0;
6770         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6771                   res == isl_lp_unbounded)
6772                 cmp = 1;
6773         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6774                 cmp = -1;
6775         else
6776                 cmp = -2;
6777
6778         isl_int_clear(opt);
6779         return cmp;
6780 }
6781
6782 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
6783  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6784  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
6785  * than a value of the same dimension in bset2.
6786  *
6787  * Return
6788  *       1 if there exists such a pair
6789  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6790  *      -1 otherwise
6791  *      -2 if some error occurred.
6792  */
6793 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6794         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
6795 {
6796         isl_int opt;
6797         enum isl_lp_result res;
6798         int cmp;
6799
6800         isl_int_init(opt);
6801
6802         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6803
6804         if (res == isl_lp_empty)
6805                 cmp = -1;
6806         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6807                   res == isl_lp_unbounded)
6808                 cmp = 1;
6809         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6810                 cmp = -1;
6811         else if (res == isl_lp_ok)
6812                 cmp = 0;
6813         else
6814                 cmp = -2;
6815
6816         isl_int_clear(opt);
6817         return cmp;
6818 }
6819
6820 /* Given two sets set1 and set2, check whether
6821  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6822  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
6823  * than a value of the same dimension in set2.
6824  *
6825  * Return
6826  *       1 if there exists such a pair
6827  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6828  *      -1 otherwise
6829  *      -2 if some error occurred.
6830  */
6831 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
6832         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
6833 {
6834         int i, j;
6835         int follows = -1;
6836
6837         if (!set1 || !set2)
6838                 return -2;
6839
6840         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
6841                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
6842                         int f;
6843                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
6844                         if (f == 1 || f == -2)
6845                                 return f;
6846                         if (f > follows)
6847                                 follows = f;
6848                 }
6849
6850         return follows;
6851 }
6852
6853 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6854         unsigned pos, isl_int *val)
6855 {
6856         int i;
6857         int d;
6858         unsigned total;
6859
6860         if (!bmap)
6861                 return -1;
6862         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6863         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
6864                 for (; d+1 > pos; --d)
6865                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
6866                                 break;
6867                 if (d != pos)
6868                         continue;
6869                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
6870                         return 0;
6871                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
6872                         return 0;
6873                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
6874                         return 0;
6875                 if (val)
6876                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
6877                 return 1;
6878         }
6879         return 0;
6880 }
6881
6882 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
6883         unsigned pos, isl_int *val)
6884 {
6885         int i;
6886         isl_int v;
6887         isl_int tmp;
6888         int fixed;
6889
6890         if (!map)
6891                 return -1;
6892         if (map->n == 0)
6893                 return 0;
6894         if (map->n == 1)
6895                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
6896         isl_int_init(v);
6897         isl_int_init(tmp);
6898         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
6899         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
6900                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
6901                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6902                         fixed = 0;
6903         }
6904         if (val)
6905                 isl_int_set(*val, v);
6906         isl_int_clear(tmp);
6907         isl_int_clear(v);
6908         return fixed;
6909 }
6910
6911 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6912         unsigned pos, isl_int *val)
6913 {
6914         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
6915                                                 pos, val);
6916 }
6917
6918 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
6919         isl_int *val)
6920 {
6921         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
6922 }
6923
6924 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6925         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6926 {
6927         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
6928                 return -1;
6929         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
6930                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
6931 }
6932
6933 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6934         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6935 {
6936         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
6937                 return -1;
6938         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
6939                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
6940 }
6941
6942 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6943         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6944 {
6945         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
6946 }
6947
6948 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6949  * then return this fixed value in *val.
6950  */
6951 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6952         unsigned dim, isl_int *val)
6953 {
6954         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
6955                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
6956 }
6957
6958 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6959  * then return this fixed value in *val.
6960  */
6961 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6962         unsigned dim, isl_int *val)
6963 {
6964         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
6965 }
6966
6967 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6968         unsigned dim, isl_int *val)
6969 {
6970         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
6971 }
6972
6973 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
6974  * then return this fixed value in *val.
6975  */
6976 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6977         unsigned in, isl_int *val)
6978 {
6979         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
6980 }
6981
6982 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
6983  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
6984  */
6985 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
6986         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
6987 {
6988         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
6989         isl_int *c;
6990         unsigned total;
6991         unsigned nparam;
6992
6993         if (!bset)
6994                 return -1;
6995         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
6996         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
6997         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6998                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
6999                         continue;
7000                 if (i_eq != -1)
7001                         return 0;
7002                 i_eq = i;
7003         }
7004         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7005                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7006                         continue;
7007                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7008                         return 0;
7009                 i_ineq = i;
7010         }
7011         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7012                 return 0;
7013         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7014         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7015         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7016                 return 0;
7017         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7018                 return 0;
7019         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7020                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7021                 return 0;
7022         if (val)
7023                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7024         return 1;
7025 }
7026
7027 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7028         unsigned dim, isl_int *val)
7029 {
7030         int i;
7031         isl_int v;
7032         isl_int tmp;
7033         int fixed;
7034
7035         if (!set)
7036                 return -1;
7037         if (set->n == 0)
7038                 return 0;
7039         if (set->n == 1)
7040                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7041                                                                 dim, val);
7042         isl_int_init(v);
7043         isl_int_init(tmp);
7044         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7045                                                                 dim, &v);
7046         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7047                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7048                                                                 dim, &tmp);
7049                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7050                         fixed = 0;
7051         }
7052         if (val)
7053                 isl_int_set(*val, v);
7054         isl_int_clear(tmp);
7055         isl_int_clear(v);
7056         return fixed;
7057 }
7058
7059 struct constraint {
7060         unsigned        size;
7061         isl_int         *c;
7062 };
7063
7064 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
7065  * variables sorting first.
7066  */
7067 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
7068 {
7069         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
7070         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
7071         int l1, l2;
7072         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
7073
7074         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
7075         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
7076
7077         if (l1 != l2)
7078                 return l1 - l2;
7079
7080         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
7081 }
7082
7083 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
7084         struct isl_basic_map *bmap)
7085 {
7086         int i;
7087         struct constraint *c;
7088         unsigned total;
7089
7090         if (!bmap)
7091                 return NULL;
7092         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7093         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
7094         if (!c)
7095                 goto error;
7096         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7097                 c[i].size = total;
7098                 c[i].c = bmap->ineq[i];
7099         }
7100         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7101         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7102                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7103         free(c);
7104         return bmap;
7105 error:
7106         isl_basic_map_free(bmap);
7107         return NULL;
7108 }
7109
7110 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7111         __isl_take isl_basic_set *bset)
7112 {
7113         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7114                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7115 }
7116
7117 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7118 {
7119         if (!bmap)
7120                 return NULL;
7121         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7122                 return bmap;
7123         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7124         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7125         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7126         return bmap;
7127 }
7128
7129 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7130 {
7131         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7132                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7133 }
7134
7135 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7136         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7137 {
7138         int i, cmp;
7139         unsigned total;
7140
7141         if (bmap1 == bmap2)
7142                 return 0;
7143         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7144             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7145                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7146         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7147                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7148         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7149                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7150         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7151                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7152         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7153             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7154                 return 0;
7155         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7156                 return 1;
7157         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7158                 return -1;
7159         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7160                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7161         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7162                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7163         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7164                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7165         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7166         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7167                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7168                 if (cmp)
7169                         return cmp;
7170         }
7171         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7172                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7173                 if (cmp)
7174                         return cmp;
7175         }
7176         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7177                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7178                 if (cmp)
7179                         return cmp;
7180         }
7181         return 0;
7182 }
7183
7184 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7185         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7186 {
7187         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7188 }
7189
7190 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7191         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7192 {
7193         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7194                                             (isl_basic_map *)bset2);
7195 }
7196
7197 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7198 {
7199         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7200         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7201
7202         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7203 }
7204
7205 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7206  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7207  * meaning of any possible other copies of map.
7208  */
7209 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7210 {
7211         int i, j;
7212         struct isl_basic_map *bmap;
7213
7214         if (!map)
7215                 return NULL;
7216         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7217                 return map;
7218         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7219                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7220                 if (!bmap)
7221                         goto error;
7222                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7223                 map->p[i] = bmap;
7224         }
7225         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7226         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7227         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7228         if (!map)
7229                 return NULL;
7230         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7231                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7232                         continue;
7233                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7234                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7235                         map->p[j-1] = map->p[j];
7236                 map->n--;
7237         }
7238         return map;
7239 error:
7240         isl_map_free(map);
7241         return NULL;
7242
7243 }
7244
7245 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7246 {
7247         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7248 }
7249
7250 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7251 {
7252         int i;
7253         int equal;
7254
7255         if (!map1 || !map2)
7256                 return -1;
7257
7258         if (map1 == map2)
7259                 return 1;
7260         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
7261                 return 0;
7262
7263         map1 = isl_map_copy(map1);
7264         map2 = isl_map_copy(map2);
7265         map1 = isl_map_normalize(map1);
7266         map2 = isl_map_normalize(map2);
7267         if (!map1 || !map2)
7268                 goto error;
7269         equal = map1->n == map2->n;
7270         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7271                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7272                 if (equal < 0)
7273                         goto error;
7274         }
7275         isl_map_free(map1);
7276         isl_map_free(map2);
7277         return equal;
7278 error:
7279         isl_map_free(map1);
7280         isl_map_free(map2);
7281         return -1;
7282 }
7283
7284 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7285 {
7286         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7287 }
7288
7289 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7290 {
7291         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7292                                                 (struct isl_map *)set2);
7293 }
7294
7295 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7296 {
7297         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7298 }
7299
7300 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7301  */
7302 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7303         isl_int min, isl_int max)
7304 {
7305         int k;
7306         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7307
7308         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7309         if (!bset)
7310                 goto error;
7311
7312         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7313         if (k < 0)
7314                 goto error;
7315         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7316         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7317
7318         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7319         if (k < 0)
7320                 goto error;
7321         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7322         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7323
7324         return bset;
7325 error:
7326         isl_basic_set_free(bset);
7327         return NULL;
7328 }
7329
7330 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7331  */
7332 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7333         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7334 {
7335         int i;
7336         unsigned dim;
7337         unsigned nparam;
7338         unsigned extra;
7339         unsigned n_eq;
7340         unsigned n_ineq;
7341         struct isl_basic_set *product = NULL;
7342
7343         if (!list)
7344                 goto error;
7345         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7346         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7347         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7348         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7349         extra = list->p[0]->n_div;
7350         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7351         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7352         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7353                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7354                 isl_assert(list->ctx,
7355                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7356                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7357                 extra += list->p[i]->n_div;
7358                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7359                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7360         }
7361         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7362                                         n_eq, n_ineq);
7363         if (!product)
7364                 goto error;
7365         dim = 0;
7366         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7367                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7368                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7369                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7370         }
7371         isl_basic_set_list_free(list);
7372         return product;
7373 error:
7374         isl_basic_set_free(product);
7375         isl_basic_set_list_free(list);
7376         return NULL;
7377 }
7378
7379 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7380                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7381 {
7382         struct isl_dim *dim_result = NULL;
7383         struct isl_basic_map *bmap;
7384         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7385         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7386
7387         if (!bmap1 || !bmap2)
7388                 goto error;
7389
7390         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7391                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7392         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7393                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
7394
7395         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7396         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7397         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7398         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7399         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7400
7401         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7402         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7403         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7404         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7405         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7406         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7407         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7408         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7409         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7410         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7411         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7412
7413         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7414                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7415                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7416                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7417         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7418         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7419         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7420         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7421 error:
7422         isl_basic_map_free(bmap1);
7423         isl_basic_map_free(bmap2);
7424         return NULL;
7425 }
7426
7427 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7428         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7429 {
7430         isl_basic_map *prod;
7431
7432         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7433         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7434         return prod;
7435 }
7436
7437 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7438         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7439 {
7440         return isl_basic_map_flat_product(bset1, bset2);
7441 }
7442
7443 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
7444         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7445 {
7446         isl_dim *dim_result = NULL;
7447         isl_basic_map *bmap;
7448         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
7449         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7450
7451         if (!bmap1 || !bmap2)
7452                 goto error;
7453
7454         dim_result = isl_dim_range_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7455                                            isl_dim_copy(bmap2->dim));
7456
7457         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7458         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7459         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7460         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7461
7462         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7463         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7464         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7465         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7466         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7467         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7468         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
7469         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
7470         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7471         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7472         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7473
7474         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7475                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7476                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7477                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7478         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7479         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7480         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7481         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7482 error:
7483         isl_basic_map_free(bmap1);
7484         isl_basic_map_free(bmap2);
7485         return NULL;
7486 }
7487
7488 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
7489         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7490 {
7491         isl_basic_map *prod;
7492
7493         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
7494         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
7495         return prod;
7496 }
7497
7498 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
7499         __isl_take isl_map *map2,
7500         __isl_give isl_dim *(*dim_product)(__isl_take isl_dim *left,
7501                                            __isl_take isl_dim *right),
7502         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
7503                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
7504 {
7505         unsigned flags = 0;
7506         struct isl_map *result;
7507         int i, j;
7508
7509         if (!map1 || !map2)
7510                 goto error;
7511
7512         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
7513                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
7514
7515         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7516             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
7517                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7518
7519         result = isl_map_alloc_dim(dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
7520                                                isl_dim_copy(map2->dim)),
7521                                 map1->n * map2->n, flags);
7522         if (!result)
7523                 goto error;
7524         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7525                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7526                         struct isl_basic_map *part;
7527                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7528                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
7529                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
7530                                 isl_basic_map_free(part);
7531                         else
7532                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
7533                         if (!result)
7534                                 goto error;
7535                 }
7536         isl_map_free(map1);
7537         isl_map_free(map2);
7538         return result;
7539 error:
7540         isl_map_free(map1);
7541         isl_map_free(map2);
7542         return NULL;
7543 }
7544
7545 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
7546  */
7547 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7548 {
7549         return map_product(map1, map2, &isl_dim_product, &isl_basic_map_product);
7550 }
7551
7552 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
7553  */
7554 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
7555         __isl_take isl_map *map2)
7556 {
7557         isl_map *prod;
7558
7559         prod = isl_map_product(map1, map2);
7560         prod = isl_map_flatten(prod);
7561         return prod;
7562 }
7563
7564 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
7565  */
7566 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7567 {
7568         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
7569                                                  (struct isl_map *)set2);
7570 }
7571
7572 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
7573         __isl_take isl_set *set2)
7574 {
7575         return (isl_set *)isl_map_flat_product((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7576 }
7577
7578 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
7579  */
7580 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7581         __isl_take isl_map *map2)
7582 {
7583         return map_product(map1, map2, &isl_dim_range_product,
7584                                 &isl_basic_map_range_product);
7585 }
7586
7587 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
7588  */
7589 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7590         __isl_take isl_map *map2)
7591 {
7592         isl_map *prod;
7593
7594         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
7595         prod = isl_map_flatten_range(prod);
7596         return prod;
7597 }
7598
7599 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7600 {
7601         int i;
7602         uint32_t hash = isl_hash_init();
7603         unsigned total;
7604
7605         if (!bmap)
7606                 return 0;
7607         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
7608         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
7609         if (!bmap)
7610                 return 0;
7611         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7612         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
7613         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
7614                 uint32_t c_hash;
7615                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
7616                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7617         }
7618         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
7619         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7620                 uint32_t c_hash;
7621                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
7622                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7623         }
7624         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
7625         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7626                 uint32_t c_hash;
7627                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7628                         continue;
7629                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
7630                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
7631                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7632         }
7633         isl_basic_map_free(bmap);
7634         return hash;
7635 }
7636
7637 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7638 {
7639         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
7640 }
7641
7642 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
7643 {
7644         int i;
7645         uint32_t hash;
7646
7647         if (!map)
7648                 return 0;
7649         map = isl_map_copy(map);
7650         map = isl_map_normalize(map);
7651         if (!map)
7652                 return 0;
7653
7654         hash = isl_hash_init();
7655         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7656                 uint32_t bmap_hash;
7657                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
7658                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
7659         }
7660
7661         isl_map_free(map);
7662
7663         return hash;
7664 }
7665
7666 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
7667 {
7668         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
7669 }
7670
7671 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7672  * by the values of the other parameters and variables.
7673  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
7674  */
7675 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
7676 {
7677         int i;
7678         unsigned nparam;
7679
7680         if (!bset)
7681                 return -1;
7682         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7683         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
7684                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
7685                         return 1;
7686         return 0;
7687 }
7688
7689 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7690  * by the values of the other parameters and variables.
7691  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
7692  * for each of the subsets.
7693  */
7694 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
7695 {
7696         int i;
7697
7698         if (!set)
7699                 return -1;
7700         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7701                 int unique;
7702                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
7703                 if (unique != 1)
7704                         return unique;
7705         }
7706         return 1;
7707 }
7708
7709 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
7710 {
7711         return set ? set->n : 0;
7712 }
7713
7714 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
7715         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
7716 {
7717         int i;
7718
7719         if (!map)
7720                 return -1;
7721
7722         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7723                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
7724                         return -1;
7725
7726         return 0;
7727 }
7728
7729 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
7730         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
7731 {
7732         int i;
7733
7734         if (!set)
7735                 return -1;
7736
7737         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7738                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
7739                         return -1;
7740
7741         return 0;
7742 }
7743
7744 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
7745 {
7746         struct isl_dim *dim;
7747
7748         if (!bset)
7749                 return NULL;
7750
7751         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7752         if (!bset)
7753                 return NULL;
7754
7755         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
7756         dim = isl_dim_lift(dim, bset->n_div);
7757         if (!dim)
7758                 goto error;
7759         isl_dim_free(bset->dim);
7760         bset->dim = dim;
7761         bset->extra -= bset->n_div;
7762         bset->n_div = 0;
7763
7764         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
7765
7766         return bset;
7767 error:
7768         isl_basic_set_free(bset);
7769         return NULL;
7770 }
7771
7772 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
7773 {
7774         int i;
7775         struct isl_dim *dim;
7776         unsigned n_div;
7777
7778         set = isl_set_align_divs(set);
7779
7780         if (!set)
7781                 return NULL;
7782
7783         set = isl_set_cow(set);
7784         if (!set)
7785                 return NULL;
7786
7787         n_div = set->p[0]->n_div;
7788         dim = isl_set_get_dim(set);
7789         dim = isl_dim_lift(dim, n_div);
7790         if (!dim)
7791                 goto error;
7792         isl_dim_free(set->dim);
7793         set->dim = dim;
7794
7795         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7796                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
7797                 if (!set->p[i])
7798                         goto error;
7799         }
7800
7801         return set;
7802 error:
7803         isl_set_free(set);
7804         return NULL;
7805 }
7806
7807 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
7808 {
7809         struct isl_dim *dim;
7810         struct isl_basic_map *bmap;
7811         unsigned n_set;
7812         unsigned n_div;
7813         unsigned n_param;
7814         unsigned total;
7815         int i, k, l;
7816
7817         set = isl_set_align_divs(set);
7818
7819         if (!set)
7820                 return NULL;
7821
7822         dim = isl_set_get_dim(set);
7823         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
7824                 isl_set_free(set);
7825                 return isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
7826         }
7827
7828         n_div = set->p[0]->n_div;
7829         dim = isl_dim_map_from_set(dim);
7830         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
7831         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
7832         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
7833         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
7834         for (i = 0; i < n_set; ++i)
7835                 bmap = var_equal(bmap, i);
7836
7837         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
7838         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
7839                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7840                 if (k < 0)
7841                         goto error;
7842                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
7843                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
7844                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
7845                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
7846                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
7847                             set->p[0]->div[i][0]);
7848
7849                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7850                 if (l < 0)
7851                         goto error;
7852                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
7853                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
7854                             set->p[0]->div[i][0]);
7855                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
7856         }
7857
7858         isl_set_free(set);
7859         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7860         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
7861         return isl_map_from_basic_map(bmap);
7862 error:
7863         isl_set_free(set);
7864         isl_basic_map_free(bmap);
7865         return NULL;
7866 }
7867
7868 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7869 {
7870         unsigned dim;
7871         int size = 0;
7872
7873         if (!bset)
7874                 return -1;
7875
7876         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
7877         size += bset->n_eq * (1 + dim);
7878         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
7879         size += bset->n_div * (2 + dim);
7880
7881         return size;
7882 }
7883
7884 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
7885 {
7886         int i;
7887         int size = 0;
7888
7889         if (!set)
7890                 return -1;
7891
7892         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7893                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
7894
7895         return size;
7896 }
7897
7898 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7899         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7900 {
7901         int i;
7902         int lower, upper;
7903
7904         if (!bmap)
7905                 return -1;
7906
7907         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
7908
7909         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
7910
7911         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
7912                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
7913                         return 1;
7914
7915         lower = upper = 0;
7916         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7917                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
7918                 if (sgn > 0)
7919                         lower = 1;
7920                 if (sgn < 0)
7921                         upper = 1;
7922         }
7923
7924         return lower && upper;
7925 }
7926
7927 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
7928         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7929 {
7930         int i;
7931
7932         if (!map)
7933                 return -1;
7934
7935         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7936                 int bounded;
7937                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
7938                 if (bounded < 0 || !bounded)
7939                         return bounded;
7940         }
7941
7942         return 1;
7943 }
7944
7945 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
7946  * and a lower bound.
7947  */
7948 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
7949         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7950 {
7951         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
7952 }
7953
7954 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
7955  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
7956  * elements of the array "signs".
7957  * Sign
7958  *      1 means that the variable is non-negative
7959  *      -1 means that the variable is non-positive
7960  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
7961  */
7962 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7963         unsigned first, unsigned n, int *signs)
7964 {
7965         isl_vec *bound = NULL;
7966         struct isl_tab *tab = NULL;
7967         struct isl_tab_undo *snap;
7968         int i;
7969
7970         if (!bset || !signs)
7971                 return -1;
7972
7973         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7974         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
7975         if (!bound || !tab)
7976                 goto error;
7977
7978         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
7979         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
7980
7981         snap = isl_tab_snap(tab);
7982         for (i = 0; i < n; ++i) {
7983                 int empty;
7984
7985                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
7986                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
7987                         goto error;
7988                 empty = tab->empty;
7989                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
7990                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
7991                         goto error;
7992
7993                 if (empty) {
7994                         signs[i] = 1;
7995                         continue;
7996                 }
7997
7998                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
7999                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8000                         goto error;
8001                 empty = tab->empty;
8002                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8003                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8004                         goto error;
8005
8006                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
8007         }
8008
8009         isl_tab_free(tab);
8010         isl_vec_free(bound);
8011         return 0;
8012 error:
8013         isl_tab_free(tab);
8014         isl_vec_free(bound);
8015         return -1;
8016 }
8017
8018 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8019         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
8020 {
8021         if (!bset || !signs)
8022                 return -1;
8023         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
8024                 return -1);
8025
8026         first += pos(bset->dim, type) - 1;
8027         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
8028 }
8029
8030 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
8031  * In particular, for each output dimension, check that there is
8032  * an equality that defines the output dimension in terms of
8033  * earlier dimensions.
8034  */
8035 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8036 {
8037         int i, j;
8038         unsigned total;
8039         unsigned n_out;
8040         unsigned o_out;
8041
8042         if (!bmap)
8043                 return -1;
8044
8045         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
8046         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
8047         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8048
8049         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
8050                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
8051                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
8052                                 continue;
8053                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
8054                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
8055                                 break;
8056                 }
8057                 if (j >= bmap->n_eq)
8058                         return 0;
8059         }
8060
8061         return 1;
8062 }
8063
8064 /* Check if the given map is obviously single-valued.
8065  */
8066 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8067 {
8068         if (!map)
8069                 return -1;
8070         if (map->n == 0)
8071                 return 1;
8072         if (map->n >= 2)
8073                 return 0;
8074
8075         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
8076 }
8077
8078 /* Check if the given map is single-valued.
8079  * We simply compute
8080  *
8081  *      M \circ M^-1
8082  *
8083  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
8084  */
8085 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8086 {
8087         isl_dim *dim;
8088         isl_map *test;
8089         isl_map *id;
8090         int sv;
8091
8092         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8093         if (sv < 0 || sv)
8094                 return sv;
8095
8096         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
8097         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
8098
8099         dim = isl_dim_map_from_set(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
8100         id = isl_map_identity(dim);
8101
8102         sv = isl_map_is_subset(test, id);
8103
8104         isl_map_free(test);
8105         isl_map_free(id);
8106
8107         return sv;
8108 }
8109
8110 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8111 {
8112         int in;
8113
8114         map = isl_map_copy(map);
8115         map = isl_map_reverse(map);
8116         in = isl_map_is_single_valued(map);
8117         isl_map_free(map);
8118
8119         return in;
8120 }
8121
8122 /* Check if the given map is obviously injective.
8123  */
8124 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8125 {
8126         int in;
8127
8128         map = isl_map_copy(map);
8129         map = isl_map_reverse(map);
8130         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8131         isl_map_free(map);
8132
8133         return in;
8134 }
8135
8136 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8137 {
8138         int sv;
8139
8140         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8141         if (sv < 0 || !sv)
8142                 return sv;
8143
8144         return isl_map_is_injective(map);
8145 }
8146
8147 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8148 {
8149         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8150 }
8151
8152 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8153 {
8154         int ok;
8155         isl_set *delta;
8156
8157         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8158         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8159         isl_set_free(delta);
8160
8161         return ok;
8162 }
8163
8164 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8165 {
8166         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8167                 return 0;
8168         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8169                 return 0;
8170         return 1;
8171 }
8172
8173 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8174 {
8175         int i, j;
8176         unsigned nvar;
8177         unsigned ovar;
8178
8179         if (!bset)
8180                 return -1;
8181
8182         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8183                 return 0;
8184
8185         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8186         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8187         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8188                 int lower = 0, upper = 0;
8189                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8190                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8191                                 continue;
8192                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8193                                 return 0;
8194                         break;
8195                 }
8196                 if (i < bset->n_eq)
8197                         continue;
8198                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8199                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8200                                 continue;
8201                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8202                                 return 0;
8203                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8204                                 lower = 1;
8205                         else
8206                                 upper = 1;
8207                 }
8208                 if (!lower || !upper)
8209                         return 0;
8210         }
8211
8212         return 1;
8213 }
8214
8215 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8216 {
8217         if (!set)
8218                 return -1;
8219         if (set->n != 1)
8220                 return 0;
8221
8222         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8223 }
8224
8225 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8226 {
8227         if (!bset)
8228                 return -1;
8229
8230         return isl_dim_is_wrapping(bset->dim);
8231 }
8232
8233 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8234 {
8235         if (!set)
8236                 return -1;
8237
8238         return isl_dim_is_wrapping(set->dim);
8239 }
8240
8241 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8242 {
8243         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8244         if (!bmap)
8245                 return NULL;
8246
8247         bmap->dim = isl_dim_wrap(bmap->dim);
8248         if (!bmap->dim)
8249                 goto error;
8250
8251         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8252
8253         return (isl_basic_set *)bmap;
8254 error:
8255         isl_basic_map_free(bmap);
8256         return NULL;
8257 }
8258
8259 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
8260 {
8261         int i;
8262
8263         map = isl_map_cow(map);
8264         if (!map)
8265                 return NULL;
8266
8267         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8268                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
8269                 if (!map->p[i])
8270                         goto error;
8271         }
8272         map->dim = isl_dim_wrap(map->dim);
8273         if (!map->dim)
8274                 goto error;
8275
8276         return (isl_set *)map;
8277 error:
8278         isl_map_free(map);
8279         return NULL;
8280 }
8281
8282 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
8283 {
8284         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8285         if (!bset)
8286                 return NULL;
8287
8288         bset->dim = isl_dim_unwrap(bset->dim);
8289         if (!bset->dim)
8290                 goto error;
8291
8292         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8293
8294         return (isl_basic_map *)bset;
8295 error:
8296         isl_basic_set_free(bset);
8297         return NULL;
8298 }
8299
8300 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
8301 {
8302         int i;
8303
8304         if (!set)
8305                 return NULL;
8306
8307         if (!isl_set_is_wrapping(set))
8308                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
8309                         goto error);
8310
8311         set = isl_set_cow(set);
8312         if (!set)
8313                 return NULL;
8314
8315         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8316                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
8317                 if (!set->p[i])
8318                         goto error;
8319         }
8320
8321         set->dim = isl_dim_unwrap(set->dim);
8322         if (!set->dim)
8323                 goto error;
8324
8325         return (isl_map *)set;
8326 error:
8327         isl_set_free(set);
8328         return NULL;
8329 }
8330
8331 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8332         enum isl_dim_type type)
8333 {
8334         if (!bmap)
8335                 return NULL;
8336
8337         if (!isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
8338                 return bmap;
8339
8340         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8341         if (!bmap)
8342                 return NULL;
8343
8344         bmap->dim = isl_dim_reset(bmap->dim, type);
8345         if (!bmap->dim)
8346                 goto error;
8347
8348         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8349
8350         return bmap;
8351 error:
8352         isl_basic_map_free(bmap);
8353         return NULL;
8354 }
8355
8356 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
8357         enum isl_dim_type type)
8358 {
8359         int i;
8360
8361         if (!map)
8362                 return NULL;
8363
8364         if (!isl_dim_is_named_or_nested(map->dim, type))
8365                 return map;
8366
8367         map = isl_map_cow(map);
8368         if (!map)
8369                 return NULL;
8370
8371         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8372                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
8373                 if (!map->p[i])
8374                         goto error;
8375         }
8376         map->dim = isl_dim_reset(map->dim, type);
8377         if (!map->dim)
8378                 goto error;
8379
8380         return map;
8381 error:
8382         isl_map_free(map);
8383         return NULL;
8384 }
8385
8386 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8387 {
8388         if (!bmap)
8389                 return NULL;
8390
8391         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
8392                 return bmap;
8393
8394         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8395         if (!bmap)
8396                 return NULL;
8397
8398         bmap->dim = isl_dim_flatten(bmap->dim);
8399         if (!bmap->dim)
8400                 goto error;
8401
8402         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8403
8404         return bmap;
8405 error:
8406         isl_basic_map_free(bmap);
8407         return NULL;
8408 }
8409
8410 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
8411 {
8412         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
8413 }
8414
8415 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
8416         __isl_take isl_basic_map *bmap)
8417 {
8418         if (!bmap)
8419                 return NULL;
8420
8421         if (!bmap->dim->nested[1])
8422                 return bmap;
8423
8424         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8425         if (!bmap)
8426                 return NULL;
8427
8428         bmap->dim = isl_dim_flatten_range(bmap->dim);
8429         if (!bmap->dim)
8430                 goto error;
8431
8432         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8433
8434         return bmap;
8435 error:
8436         isl_basic_map_free(bmap);
8437         return NULL;
8438 }
8439
8440 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
8441 {
8442         int i;
8443
8444         if (!map)
8445                 return NULL;
8446
8447         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
8448                 return map;
8449
8450         map = isl_map_cow(map);
8451         if (!map)
8452                 return NULL;
8453
8454         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8455                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
8456                 if (!map->p[i])
8457                         goto error;
8458         }
8459         map->dim = isl_dim_flatten(map->dim);
8460         if (!map->dim)
8461                 goto error;
8462
8463         return map;
8464 error:
8465         isl_map_free(map);
8466         return NULL;
8467 }
8468
8469 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
8470 {
8471         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
8472 }
8473
8474 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
8475 {
8476         isl_dim *dim, *flat_dim;
8477         isl_map *map;
8478
8479         dim = isl_set_get_dim(set);
8480         flat_dim = isl_dim_flatten(isl_dim_copy(dim));
8481         map = isl_map_identity(isl_dim_join(isl_dim_reverse(dim), flat_dim));
8482         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8483
8484         return map;
8485 }
8486
8487 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
8488 {
8489         int i;
8490
8491         if (!map)
8492                 return NULL;
8493
8494         if (!map->dim->nested[1])
8495                 return map;
8496
8497         map = isl_map_cow(map);
8498         if (!map)
8499                 return NULL;
8500
8501         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8502                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
8503                 if (!map->p[i])
8504                         goto error;
8505         }
8506         map->dim = isl_dim_flatten_range(map->dim);
8507         if (!map->dim)
8508                 goto error;
8509
8510         return map;
8511 error:
8512         isl_map_free(map);
8513         return NULL;
8514 }
8515
8516 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
8517  * and set the dimension specification to "dim".
8518  */
8519 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8520         __isl_take isl_dim *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
8521 {
8522         isl_basic_map *res;
8523
8524         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8525         if (!bmap || !dim || !dim_map)
8526                 goto error;
8527
8528         res = isl_basic_map_alloc_dim(dim,
8529                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
8530         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
8531         res = isl_basic_map_finalize(res);
8532         return res;
8533 error:
8534         free(dim_map);
8535         isl_basic_map_free(bmap);
8536         isl_dim_free(dim);
8537         return NULL;
8538 }
8539
8540 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
8541  */
8542 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
8543         __isl_take isl_reordering *r)
8544 {
8545         int i;
8546         struct isl_dim_map *dim_map;
8547
8548         map = isl_map_cow(map);
8549         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
8550         if (!map || !r || !dim_map)
8551                 goto error;
8552
8553         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8554                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
8555
8556                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
8557
8558                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
8559                                             isl_dim_copy(r->dim), dim_map_i);
8560
8561                 if (!map->p[i])
8562                         goto error;
8563         }
8564
8565         map = isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(r->dim));
8566
8567         isl_reordering_free(r);
8568         free(dim_map);
8569         return map;
8570 error:
8571         free(dim_map);
8572         isl_map_free(map);
8573         isl_reordering_free(r);
8574         return NULL;
8575 }
8576
8577 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
8578         __isl_take isl_reordering *r)
8579 {
8580         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
8581 }
8582
8583 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
8584         __isl_take isl_dim *model)
8585 {
8586         isl_ctx *ctx;
8587
8588         if (!map || !model)
8589                 goto error;
8590
8591         ctx = isl_dim_get_ctx(model);
8592         if (!isl_dim_has_named_params(model))
8593                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8594                         "model has unnamed parameters", goto error);
8595         if (!isl_dim_has_named_params(map->dim))
8596                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8597                         "relation has unnamed parameters", goto error);
8598         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
8599                 isl_reordering *exp;
8600
8601                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_in,
8602                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_in));
8603                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_out,
8604                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_out));
8605                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
8606                 exp = isl_reordering_extend_dim(exp, isl_map_get_dim(map));
8607                 map = isl_map_realign(map, exp);
8608         }
8609
8610         isl_dim_free(model);
8611         return map;
8612 error:
8613         isl_dim_free(model);
8614         isl_map_free(map);
8615         return NULL;
8616 }
8617
8618 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
8619         __isl_take isl_dim *model)
8620 {
8621         return isl_map_align_params(set, model);
8622 }
8623
8624 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
8625                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8626                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8627                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8628 {
8629         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8630         struct isl_mat *mat;
8631         int i, j, k;
8632         int pos;
8633
8634         if (!bmap)
8635                 return NULL;
8636         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
8637                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8638         if (!mat)
8639                 return NULL;
8640         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8641                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8642                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8643                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8644                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8645                                             bmap->eq[i][off + k]);
8646                                 ++pos;
8647                         }
8648                 }
8649
8650         return mat;
8651 }
8652
8653 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
8654                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8655                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8656                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8657 {
8658         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8659         struct isl_mat *mat;
8660         int i, j, k;
8661         int pos;
8662
8663         if (!bmap)
8664                 return NULL;
8665         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
8666                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8667         if (!mat)
8668                 return NULL;
8669         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8670                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8671                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8672                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8673                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8674                                             bmap->ineq[i][off + k]);
8675                                 ++pos;
8676                         }
8677                 }
8678
8679         return mat;
8680 }
8681
8682 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
8683         __isl_take isl_dim *dim,
8684         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8685         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8686         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8687 {
8688         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8689         isl_basic_map *bmap;
8690         unsigned total;
8691         unsigned extra;
8692         int i, j, k, l;
8693         int pos;
8694
8695         if (!dim || !eq || !ineq)
8696                 goto error;
8697
8698         if (eq->n_col != ineq->n_col)
8699                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8700                         "equalities and inequalities matrices should have "
8701                         "same number of columns", goto error);
8702
8703         total = 1 + isl_dim_total(dim);
8704
8705         if (eq->n_col < total)
8706                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8707                         "number of columns too small", goto error);
8708
8709         extra = eq->n_col - total;
8710
8711         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), extra,
8712                                        eq->n_row, ineq->n_row);
8713         if (!bmap)
8714                 goto error;
8715         for (i = 0; i < extra; ++i) {
8716                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
8717                 if (k < 0)
8718                         goto error;
8719                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
8720         }
8721         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
8722                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8723                 if (l < 0)
8724                         goto error;
8725                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8726                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8727                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8728                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
8729                                             eq->row[i][pos]);
8730                                 ++pos;
8731                         }
8732                 }
8733         }
8734         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
8735                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8736                 if (l < 0)
8737                         goto error;
8738                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8739                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8740                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8741                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
8742                                             ineq->row[i][pos]);
8743                                 ++pos;
8744                         }
8745                 }
8746         }
8747
8748         isl_dim_free(dim);
8749         isl_mat_free(eq);
8750         isl_mat_free(ineq);
8751
8752         return bmap;
8753 error:
8754         isl_dim_free(dim);
8755         isl_mat_free(eq);
8756         isl_mat_free(ineq);
8757         return NULL;
8758 }
8759
8760 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
8761         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8762         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8763 {
8764         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8765                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8766 }
8767
8768 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
8769         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8770         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8771 {
8772         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8773                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8774 }
8775
8776 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
8777         __isl_take isl_dim *dim,
8778         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8779         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8780 {
8781         return (isl_basic_set*)
8782             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
8783                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8784 }
8785
8786 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8787 {
8788         if (!bmap)
8789                 return -1;
8790
8791         return isl_dim_can_zip(bmap->dim);
8792 }
8793
8794 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
8795 {
8796         if (!map)
8797                 return -1;
8798
8799         return isl_dim_can_zip(map->dim);
8800 }
8801
8802 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
8803  * (A -> C) -> (B -> D).
8804  */
8805 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8806 {
8807         unsigned pos;
8808         unsigned n1;
8809         unsigned n2;
8810
8811         if (!bmap)
8812                 return NULL;
8813
8814         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
8815                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
8816                         "basic map cannot be zipped", goto error);
8817         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
8818                 isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
8819         n1 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
8820         n2 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
8821         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
8822         if (!bmap)
8823                 return NULL;
8824         bmap->dim = isl_dim_zip(bmap->dim);
8825         if (!bmap->dim)
8826                 goto error;
8827         return bmap;
8828 error:
8829         isl_basic_map_free(bmap);
8830         return NULL;
8831 }
8832
8833 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
8834  * (A -> C) -> (B -> D).
8835  */
8836 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
8837 {
8838         int i;
8839
8840         if (!map)
8841                 return NULL;
8842
8843         if (!isl_map_can_zip(map))
8844                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
8845                         goto error);
8846
8847         map = isl_map_cow(map);
8848         if (!map)
8849                 return NULL;
8850
8851         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8852                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
8853                 if (!map->p[i])
8854                         goto error;
8855         }
8856
8857         map->dim = isl_dim_zip(map->dim);
8858         if (!map->dim)
8859                 goto error;
8860
8861         return map;
8862 error:
8863         isl_map_free(map);
8864         return NULL;
8865 }
8866
8867 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
8868  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
8869  */
8870 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
8871 {
8872         int k;
8873         int pos;
8874         isl_local_space *ls;
8875         isl_basic_map *bmap;
8876
8877         if (!aff)
8878                 return NULL;
8879
8880         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
8881         ls = isl_local_space_from_domain(ls);
8882         ls = isl_local_space_add_dims(ls, isl_dim_out, 1);
8883         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
8884         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
8885         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8886         if (k < 0)
8887                 goto error;
8888
8889         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8890         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
8891         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
8892         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
8893                     aff->v->size - (pos + 1));
8894
8895         isl_aff_free(aff);
8896         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8897         return bmap;
8898 error:
8899         isl_aff_free(aff);
8900         isl_basic_map_free(bmap);
8901         return NULL;
8902 }
8903
8904 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
8905  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
8906  * where each coordinate in the range is prescribed by the
8907  * corresponding affine expression.
8908  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
8909  * domain_dim.
8910  */
8911 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
8912         __isl_take isl_dim *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
8913 {
8914         int i;
8915         isl_dim *dim;
8916         isl_basic_map *bmap;
8917
8918         if (!list)
8919                 return NULL;
8920
8921         dim = isl_dim_from_domain(domain_dim);
8922         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
8923
8924         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8925                 isl_aff *aff;
8926                 isl_basic_map *bmap_i;
8927
8928                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
8929                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
8930
8931                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
8932         }
8933
8934         isl_aff_list_free(list);
8935         return bmap;
8936 }