isl_map.c

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