isl_map.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
  10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France
  11  */
  12
  13 #include <string.h>
  14 #include <isl_ctx_private.h>
  15 #include <isl_map_private.h>
  16 #include <isl/blk.h>
  17 #include "isl_dim_private.h"
  18 #include "isl_equalities.h"
  19 #include <isl_list_private.h>
  20 #include <isl/lp.h>
  21 #include <isl/seq.h>
  22 #include <isl/set.h>
  23 #include <isl/map.h>
  24 #include "isl_map_piplib.h"
  25 #include <isl_reordering.h>
  26 #include "isl_sample.h"
  27 #include "isl_tab.h"
  28 #include <isl/vec.h>
  29 #include <isl_mat_private.h>
  30 #include <isl_dim_map.h>
  31 #include <isl_local_space_private.h>
  32 #include <isl_aff_private.h>
  33
  34 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  35 {
  36         switch (type) {
  37         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  38         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  39         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  40         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  41         default:                return 0;
  42         }
  43 }
  44
  45 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  46 {
  47         switch (type) {
  48         case isl_dim_param:     return 1;
  49         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  50         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  51         default:                return 0;
  52         }
  53 }
  54
  55 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
  56                                 enum isl_dim_type type)
  57 {
  58         if (!bmap)
  59                 return 0;
  60         switch (type) {
  61         case isl_dim_cst:       return 1;
  62         case isl_dim_param:
  63         case isl_dim_in:
  64         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
  65         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
  66         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
  67         default:                return 0;
  68         }
  69 }
  70
  71 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
  72 {
  73         return map ? n(map->dim, type) : 0;
  74 }
  75
  76 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
  77 {
  78         return set ? n(set->dim, type) : 0;
  79 }
  80
  81 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
  82                                         enum isl_dim_type type)
  83 {
  84         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
  85         switch (type) {
  86         case isl_dim_cst:       return 0;
  87         case isl_dim_param:     return 1;
  88         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  89         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  90         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  91         default:                return 0;
  92         }
  93 }
  94
  95 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
  96                                         enum isl_dim_type type)
  97 {
  98         return isl_basic_map_offset(bset, type);
  99 }
 100
 101 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 102 {
 103         return pos(map->dim, type);
 104 }
 105
 106 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 107                                 enum isl_dim_type type)
 108 {
 109         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 110 }
 111
 112 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 113 {
 114         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 115 }
 116
 117 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 118 {
 119         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 120 }
 121
 122 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 123 {
 124         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 125 }
 126
 127 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 128 {
 129         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 130 }
 131
 132 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 133 {
 134         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 135 }
 136
 137 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 138 {
 139         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
 140 }
 141
 142 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 143 {
 144         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
 145 }
 146
 147 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 148 {
 149         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
 150 }
 151
 152 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 153 {
 154         return bmap ? bmap->n_div : 0;
 155 }
 156
 157 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 158 {
 159         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 160 }
 161
 162 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 163 {
 164         return map ? map->dim->n_in : 0;
 165 }
 166
 167 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 168 {
 169         return map ? map->dim->n_out : 0;
 170 }
 171
 172 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 173 {
 174         return map ? map->dim->nparam : 0;
 175 }
 176
 177 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 178 {
 179         int m;
 180         if (!map || !set)
 181                 return -1;
 182         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 183         if (m < 0 || !m)
 184                 return m;
 185         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
 186 }
 187
 188 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 189                 struct isl_basic_set *bset)
 190 {
 191         int m;
 192         if (!bmap || !bset)
 193                 return -1;
 194         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 195         if (m < 0 || !m)
 196                 return m;
 197         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
 198 }
 199
 200 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
 201 {
 202         int m;
 203         if (!map || !set)
 204                 return -1;
 205         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 206         if (m < 0 || !m)
 207                 return m;
 208         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
 209 }
 210
 211 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 212                 struct isl_basic_set *bset)
 213 {
 214         int m;
 215         if (!bmap || !bset)
 216                 return -1;
 217         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 218         if (m < 0 || !m)
 219                 return m;
 220         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
 221 }
 222
 223 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 224 {
 225         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
 226 }
 227
 228 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 229 {
 230         return bset ? bset->ctx : NULL;
 231 }
 232
 233 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
 234 {
 235         return map ? map->ctx : NULL;
 236 }
 237
 238 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
 239 {
 240         return set ? set->ctx : NULL;
 241 }
 242
 243 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 244 {
 245         if (!bmap)
 246                 return NULL;
 247         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 248 }
 249
 250 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 251 {
 252         if (!bset)
 253                 return NULL;
 254         return isl_dim_copy(bset->dim);
 255 }
 256
 257 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
 258         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
 259 {
 260         int i;
 261         isl_local_space *ls;
 262         unsigned total;
 263
 264         if (!bmap)
 265                 return NULL;
 266
 267         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
 268         ls = isl_local_space_alloc(isl_dim_copy(bmap->dim), bmap->n_div);
 269         if (!ls)
 270                 return NULL;
 271
 272         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 273                 isl_seq_cpy(ls->div->row[i], bmap->div[i], 2 + total);
 274
 275         return ls;
 276 }
 277
 278 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
 279         __isl_keep isl_basic_set *bset)
 280 {
 281         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
 282 }
 283
 284 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
 285         __isl_take isl_local_space *ls)
 286 {
 287         int i;
 288         int n_div;
 289         isl_basic_map *bmap;
 290
 291         if (!ls)
 292                 return NULL;
 293
 294         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
 295         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_local_space_get_dim(ls),
 296                                         n_div, 0, 2 * n_div);
 297
 298         for (i = 0; i < n_div; ++i)
 299                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
 300                         goto error;
 301
 302         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
 303                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
 304                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
 305                         goto error;
 306         }
 307
 308         isl_local_space_free(ls);
 309         return bmap;
 310 error:
 311         isl_local_space_free(ls);
 312         isl_basic_map_free(bmap);
 313         return NULL;
 314 }
 315
 316 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
 317         __isl_take isl_local_space *ls)
 318 {
 319         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
 320 }
 321
 322 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 323 {
 324         if (!map)
 325                 return NULL;
 326         return isl_dim_copy(map->dim);
 327 }
 328
 329 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 330 {
 331         if (!set)
 332                 return NULL;
 333         return isl_dim_copy(set->dim);
 334 }
 335
 336 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
 337         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
 338 {
 339         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
 340         if (!bmap)
 341                 return NULL;
 342         bmap->dim = isl_dim_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
 343         if (!bmap->dim)
 344                 goto error;
 345         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
 346         return bmap;
 347 error:
 348         isl_basic_map_free(bmap);
 349         return NULL;
 350 }
 351
 352 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
 353         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
 354 {
 355         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
 356 }
 357
 358 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 359         enum isl_dim_type type)
 360 {
 361         return bmap ? isl_dim_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
 362 }
 363
 364 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
 365         enum isl_dim_type type, const char *s)
 366 {
 367         int i;
 368
 369         map = isl_map_cow(map);
 370         if (!map)
 371                 return NULL;
 372
 373         map->dim = isl_dim_set_tuple_name(map->dim, type, s);
 374         if (!map->dim)
 375                 goto error;
 376
 377         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 378                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
 379                 if (!map->p[i])
 380                         goto error;
 381         }
 382
 383         return map;
 384 error:
 385         isl_map_free(map);
 386         return NULL;
 387 }
 388
 389 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
 390         enum isl_dim_type type)
 391 {
 392         return map ? isl_dim_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
 393 }
 394
 395 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
 396         const char *s)
 397 {
 398         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
 399 }
 400
 401 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 402 {
 403         return bset ? isl_dim_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
 404 }
 405
 406 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
 407 {
 408         return set ? isl_dim_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
 409 }
 410
 411 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 412         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 413 {
 414         return bmap ? isl_dim_get_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
 415 }
 416
 417 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 418         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 419 {
 420         return bset ? isl_dim_get_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
 421 }
 422
 423 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
 424         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 425 {
 426         return map ? isl_dim_get_name(map->dim, type, pos) : NULL;
 427 }
 428
 429 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
 430         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 431 {
 432         return set ? isl_dim_get_name(set->dim, type, pos) : NULL;
 433 }
 434
 435 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 436         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 437         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 438 {
 439         if (!bmap)
 440                 return NULL;
 441         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 442         if (!bmap->dim)
 443                 goto error;
 444         return bmap;
 445 error:
 446         isl_basic_map_free(bmap);
 447         return NULL;
 448 }
 449
 450 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 451         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 452 {
 453         int i;
 454
 455         if (!map)
 456                 return NULL;
 457
 458         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 459         if (!map->dim)
 460                 goto error;
 461
 462         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 463                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 464                 if (!map->p[i])
 465                         goto error;
 466         }
 467
 468         return map;
 469 error:
 470         isl_map_free(map);
 471         return NULL;
 472 }
 473
 474 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 475         __isl_take isl_basic_set *bset,
 476         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 477 {
 478         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 479                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 480 }
 481
 482 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 483         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 484 {
 485         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 486 }
 487
 488 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 489 {
 490         if (!bmap)
 491                 return -1;
 492         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 493 }
 494
 495 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 496 {
 497         return isl_basic_map_is_rational(bset);
 498 }
 499
 500 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 501                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 502                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 503 {
 504         int i;
 505         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 506
 507         bmap->ctx = ctx;
 508         isl_ctx_ref(ctx);
 509
 510         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 511         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 512                 goto error;
 513
 514         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 515         if (!bmap->ineq)
 516                 goto error;
 517
 518         if (extra == 0) {
 519                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 520                 bmap->div = NULL;
 521         } else {
 522                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 523                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 524                         goto error;
 525
 526                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 527                 if (!bmap->div)
 528                         goto error;
 529         }
 530
 531         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 532                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 533
 534         for (i = 0; i < extra; ++i)
 535                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 536
 537         bmap->ref = 1;
 538         bmap->flags = 0;
 539         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 540         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 541         bmap->extra = extra;
 542         bmap->n_eq = 0;
 543         bmap->n_ineq = 0;
 544         bmap->n_div = 0;
 545         bmap->sample = NULL;
 546
 547         return bmap;
 548 error:
 549         isl_basic_map_free(bmap);
 550         return NULL;
 551 }
 552
 553 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 554                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 555                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 556 {
 557         struct isl_basic_map *bmap;
 558         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 559         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 560 }
 561
 562 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 563                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 564 {
 565         struct isl_basic_map *bmap;
 566         if (!dim)
 567                 return NULL;
 568         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
 569         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 570         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 571 error:
 572         isl_dim_free(dim);
 573         return NULL;
 574 }
 575
 576 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 577                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 578 {
 579         struct isl_basic_map *bmap;
 580
 581         if (!dim)
 582                 return NULL;
 583         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 584         if (!bmap)
 585                 goto error;
 586         bmap->dim = dim;
 587
 588         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 589 error:
 590         isl_dim_free(dim);
 591         return NULL;
 592 }
 593
 594 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 595                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 596                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 597 {
 598         struct isl_basic_map *bmap;
 599         struct isl_dim *dim;
 600
 601         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 602         if (!dim)
 603                 return NULL;
 604
 605         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 606         return bmap;
 607 }
 608
 609 static void dup_constraints(
 610                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 611 {
 612         int i;
 613         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 614
 615         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 616                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 617                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 618         }
 619
 620         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 621                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 622                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 623         }
 624
 625         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 626                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 627                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 628         }
 629         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 630 }
 631
 632 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 633 {
 634         struct isl_basic_map *dup;
 635
 636         if (!bmap)
 637                 return NULL;
 638         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 639                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 640         if (!dup)
 641                 return NULL;
 642         dup_constraints(dup, bmap);
 643         dup->flags = bmap->flags;
 644         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 645         return dup;
 646 }
 647
 648 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 649 {
 650         struct isl_basic_map *dup;
 651
 652         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 653         return (struct isl_basic_set *)dup;
 654 }
 655
 656 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 657 {
 658         if (!bset)
 659                 return NULL;
 660
 661         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 662                 bset->ref++;
 663                 return bset;
 664         }
 665         return isl_basic_set_dup(bset);
 666 }
 667
 668 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 669 {
 670         if (!set)
 671                 return NULL;
 672
 673         set->ref++;
 674         return set;
 675 }
 676
 677 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 678 {
 679         if (!bmap)
 680                 return NULL;
 681
 682         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 683                 bmap->ref++;
 684                 return bmap;
 685         }
 686         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 687         if (bmap)
 688                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 689         return bmap;
 690 }
 691
 692 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 693 {
 694         if (!map)
 695                 return NULL;
 696
 697         map->ref++;
 698         return map;
 699 }
 700
 701 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 702 {
 703         if (!bmap)
 704                 return;
 705
 706         if (--bmap->ref > 0)
 707                 return;
 708
 709         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 710         free(bmap->div);
 711         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 712         free(bmap->ineq);
 713         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 714         isl_vec_free(bmap->sample);
 715         isl_dim_free(bmap->dim);
 716         free(bmap);
 717 }
 718
 719 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 720 {
 721         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 722 }
 723
 724 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 725 {
 726         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 727 }
 728
 729 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 730 {
 731         struct isl_ctx *ctx;
 732         if (!bmap)
 733                 return -1;
 734         ctx = bmap->ctx;
 735         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 736         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 737                         return -1);
 738         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 739         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 740         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 741         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 742         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 743         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 744                 isl_int *t;
 745                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 746                 if (j < 0)
 747                         return -1;
 748                 t = bmap->ineq[j];
 749                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 750                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 751                 bmap->eq[-1] = t;
 752                 bmap->n_eq++;
 753                 bmap->n_ineq--;
 754                 bmap->eq--;
 755                 return 0;
 756         }
 757         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 758                       bmap->extra - bmap->n_div);
 759         return bmap->n_eq++;
 760 }
 761
 762 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 763 {
 764         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 765 }
 766
 767 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 768 {
 769         if (!bmap)
 770                 return -1;
 771         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 772         bmap->n_eq -= n;
 773         return 0;
 774 }
 775
 776 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 777 {
 778         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 779 }
 780
 781 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 782 {
 783         isl_int *t;
 784         if (!bmap)
 785                 return -1;
 786         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 787
 788         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 789                 t = bmap->eq[pos];
 790                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 791                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 792         }
 793         bmap->n_eq--;
 794         return 0;
 795 }
 796
 797 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 798 {
 799         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 800 }
 801
 802 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 803                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 804 {
 805         isl_int *t;
 806
 807         t = bmap->ineq[pos];
 808         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 809         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 810         bmap->eq[-1] = t;
 811         bmap->n_eq++;
 812         bmap->n_ineq--;
 813         bmap->eq--;
 814         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 815         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 816         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 817         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 818 }
 819
 820 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 821 {
 822         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 823 }
 824
 825 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 826 {
 827         struct isl_ctx *ctx;
 828         if (!bmap)
 829                 return -1;
 830         ctx = bmap->ctx;
 831         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 832         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 833         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 834         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 835         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 836         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 837                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 838                       bmap->extra - bmap->n_div);
 839         return bmap->n_ineq++;
 840 }
 841
 842 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 843 {
 844         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 845 }
 846
 847 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 848 {
 849         if (!bmap)
 850                 return -1;
 851         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 852         bmap->n_ineq -= n;
 853         return 0;
 854 }
 855
 856 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 857 {
 858         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 859 }
 860
 861 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 862 {
 863         isl_int *t;
 864         if (!bmap)
 865                 return -1;
 866         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 867
 868         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 869                 t = bmap->ineq[pos];
 870                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 871                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 872                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 873         }
 874         bmap->n_ineq--;
 875         return 0;
 876 }
 877
 878 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 879 {
 880         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 881 }
 882
 883 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 884         isl_int *eq)
 885 {
 886         int k;
 887
 888         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 889         if (!bmap)
 890                 return NULL;
 891         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 892         if (k < 0)
 893                 goto error;
 894         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 895         return bmap;
 896 error:
 897         isl_basic_map_free(bmap);
 898         return NULL;
 899 }
 900
 901 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 902         isl_int *eq)
 903 {
 904         return (isl_basic_set *)
 905                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 906 }
 907
 908 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 909         isl_int *ineq)
 910 {
 911         int k;
 912
 913         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 914         if (!bmap)
 915                 return NULL;
 916         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 917         if (k < 0)
 918                 goto error;
 919         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 920         return bmap;
 921 error:
 922         isl_basic_map_free(bmap);
 923         return NULL;
 924 }
 925
 926 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 927         isl_int *ineq)
 928 {
 929         return (isl_basic_set *)
 930                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 931 }
 932
 933 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 934 {
 935         if (!bmap)
 936                 return -1;
 937         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 938         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 939                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 940                       bmap->extra - bmap->n_div);
 941         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 942         return bmap->n_div++;
 943 }
 944
 945 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 946 {
 947         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 948 }
 949
 950 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 951 {
 952         if (!bmap)
 953                 return -1;
 954         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 955         bmap->n_div -= n;
 956         return 0;
 957 }
 958
 959 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 960 {
 961         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 962 }
 963
 964 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 965  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 966  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 967  * variables.
 968  */
 969 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 970                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 971                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 972 {
 973         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 974         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 975         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 976         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 977         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 978         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 979         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 980         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 981         if (dst_nparam > src_nparam)
 982                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 983                                 dst_nparam - src_nparam);
 984         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 985         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 986                     src+1+src_nparam,
 987                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 988         if (dst_in-in_off > src_in)
 989                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 990                                 dst_in - in_off - src_in);
 991         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 992         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 993                     src+1+src_nparam+src_in,
 994                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 995         if (dst_out-out_off > src_out)
 996                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 997                                 dst_out - out_off - src_out);
 998         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 999         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1000                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1001                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1002         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1003                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1004                                 div_off+src_map->n_div,
1005                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1006 }
1007
1008 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1009                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1010                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1011 {
1012         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1013         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1014 }
1015
1016 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1017                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1018 {
1019         int i;
1020         unsigned div_off;
1021
1022         if (!bmap1 || !bmap2)
1023                 goto error;
1024
1025         div_off = bmap1->n_div;
1026
1027         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1028                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1029                 if (i1 < 0)
1030                         goto error;
1031                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1032                                 i_pos, o_pos, div_off);
1033         }
1034
1035         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1036                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1037                 if (i1 < 0)
1038                         goto error;
1039                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1040                                 i_pos, o_pos, div_off);
1041         }
1042
1043         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1044                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1045                 if (i1 < 0)
1046                         goto error;
1047                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1048                          i_pos, o_pos, div_off);
1049         }
1050
1051         isl_basic_map_free(bmap2);
1052
1053         return bmap1;
1054
1055 error:
1056         isl_basic_map_free(bmap1);
1057         isl_basic_map_free(bmap2);
1058         return NULL;
1059 }
1060
1061 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1062                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1063 {
1064         return (struct isl_basic_set *)
1065                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1066                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1067 }
1068
1069 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
1070                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1071                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1072 {
1073         struct isl_basic_map *ext;
1074         unsigned flags;
1075         int dims_ok;
1076
1077         if (!dim)
1078                 goto error;
1079
1080         if (!base)
1081                 goto error;
1082
1083         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
1084                   base->extra >= base->n_div + extra;
1085
1086         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1087                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1088                 isl_dim_free(dim);
1089                 return base;
1090         }
1091
1092         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1093         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1094         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1095         extra += base->extra;
1096         n_eq += base->n_eq;
1097         n_ineq += base->n_ineq;
1098
1099         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1100         dim = NULL;
1101         if (!ext)
1102                 goto error;
1103
1104         if (dims_ok)
1105                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1106         flags = base->flags;
1107         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1108         if (ext) {
1109                 ext->flags = flags;
1110                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1111         }
1112
1113         return ext;
1114
1115 error:
1116         isl_dim_free(dim);
1117         isl_basic_map_free(base);
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1122                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1123                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1124 {
1125         return (struct isl_basic_set *)
1126                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1127                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1128 }
1129
1130 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1131                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1132 {
1133         if (!base)
1134                 return NULL;
1135         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1136                                         0, n_eq, n_ineq);
1137 }
1138
1139 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1140                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1141                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1142 {
1143         struct isl_basic_map *bmap;
1144         struct isl_dim *dim;
1145
1146         if (!base)
1147                 return NULL;
1148         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1149         if (!dim)
1150                 goto error;
1151
1152         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1153         return bmap;
1154 error:
1155         isl_basic_map_free(base);
1156         return NULL;
1157 }
1158
1159 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1160                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1161                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1162 {
1163         return (struct isl_basic_set *)
1164                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1165                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1166 }
1167
1168 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1169                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1170 {
1171         return (struct isl_basic_set *)
1172                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1173                                                     n_eq, n_ineq);
1174 }
1175
1176 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1177 {
1178         return (struct isl_basic_set *)
1179                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1180 }
1181
1182 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1183 {
1184         if (!bmap)
1185                 return NULL;
1186
1187         if (bmap->ref > 1) {
1188                 bmap->ref--;
1189                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1190         }
1191         if (bmap)
1192                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1193         return bmap;
1194 }
1195
1196 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1197 {
1198         if (!set)
1199                 return NULL;
1200
1201         if (set->ref == 1)
1202                 return set;
1203         set->ref--;
1204         return isl_set_dup(set);
1205 }
1206
1207 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1208 {
1209         if (!map)
1210                 return NULL;
1211
1212         if (map->ref == 1)
1213                 return map;
1214         map->ref--;
1215         return isl_map_dup(map);
1216 }
1217
1218 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1219                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1220 {
1221         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1222         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1223         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1224 }
1225
1226 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1227         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1228 {
1229         int i;
1230         struct isl_blk blk;
1231
1232         if (!bmap)
1233                 goto error;
1234
1235         isl_assert(bmap->ctx,
1236                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1237
1238         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1239                 return bmap;
1240
1241         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1242         if (!bmap)
1243                 return NULL;
1244
1245         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1246         if (isl_blk_is_error(blk))
1247                 goto error;
1248
1249         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1250                 swap_vars(blk,
1251                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1252
1253         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1254                 swap_vars(blk,
1255                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1256
1257         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1258                 swap_vars(blk,
1259                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1260
1261         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1262
1263         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1264         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1265         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1266 error:
1267         isl_basic_map_free(bmap);
1268         return NULL;
1269 }
1270
1271 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1272         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1273 {
1274         unsigned dim;
1275         unsigned nparam;
1276
1277         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1278         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1279         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1280
1281         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1282 error:
1283         isl_basic_set_free(bset);
1284         return NULL;
1285 }
1286
1287 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1288 {
1289         int i = 0;
1290         unsigned total;
1291         if (!bmap)
1292                 goto error;
1293         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1294         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1295         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1296         if (bmap->n_eq > 0)
1297                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1298         else {
1299                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1300                 if (i < 0)
1301                         goto error;
1302         }
1303         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1304         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1305         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1306         isl_vec_free(bmap->sample);
1307         bmap->sample = NULL;
1308         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1309 error:
1310         isl_basic_map_free(bmap);
1311         return NULL;
1312 }
1313
1314 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1315 {
1316         return (struct isl_basic_set *)
1317                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1318 }
1319
1320 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1321 {
1322         int i;
1323         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1324         isl_int *t = bmap->div[a];
1325         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1326         bmap->div[b] = t;
1327
1328         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1329                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1330
1331         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1332                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1333
1334         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1335                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1336         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1337 }
1338
1339 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1340  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1341  * are not removed.
1342  */
1343 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1344         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1345 {
1346         int i;
1347
1348         if (!map)
1349                 return NULL;
1350         if (n == 0)
1351                 return map;
1352
1353         map = isl_map_cow(map);
1354         if (!map)
1355                 return NULL;
1356         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1357         first += pos(map->dim, type) - 1;
1358
1359         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1360                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1361                 if (!map->p[i])
1362                         goto error;
1363         }
1364         return map;
1365 error:
1366         isl_map_free(map);
1367         return NULL;
1368 }
1369
1370 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1371  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1372  * are not removed.
1373  */
1374 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1375         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1376 {
1377         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1378 }
1379
1380 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1381  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1382  * are not removed.
1383  */
1384 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1385         unsigned first, unsigned n)
1386 {
1387         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1388 }
1389
1390 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1391         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1392 {
1393         if (!bmap)
1394                 return NULL;
1395         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap, isl_dim_total(bmap->dim),
1396                                                 bmap->n_div);
1397         if (!bmap)
1398                 return NULL;
1399         bmap->n_div = 0;
1400         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1401 }
1402
1403 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1404         __isl_take isl_basic_set *bset)
1405 {
1406         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1407                         (struct isl_basic_map *)bset);
1408 }
1409
1410 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1411 {
1412         int i;
1413
1414         if (!map)
1415                 return NULL;
1416         if (map->n == 0)
1417                 return map;
1418
1419         map = isl_map_cow(map);
1420         if (!map)
1421                 return NULL;
1422
1423         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1424                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1425                 if (!map->p[i])
1426                         goto error;
1427         }
1428         return map;
1429 error:
1430         isl_map_free(map);
1431         return NULL;
1432 }
1433
1434 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1435 {
1436         return isl_map_remove_divs(set);
1437 }
1438
1439 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1440         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1441 {
1442         if (!bmap)
1443                 return NULL;
1444         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1445                         goto error);
1446         if (n == 0 && !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1447                 return bmap;
1448         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1449                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1450         if (!bmap)
1451                 return bmap;
1452         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1453                 return bmap;
1454         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1455         return bmap;
1456 error:
1457         isl_basic_map_free(bmap);
1458         return NULL;
1459 }
1460
1461 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1462  * any of the given variables.
1463  */
1464 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1465         unsigned first, unsigned n)
1466 {
1467         int i;
1468         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1469
1470         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1471                 return 0;
1472         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1473                 return 1;
1474
1475         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1476                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1477                         continue;
1478                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1479                         return 1;
1480         }
1481
1482         return 0;
1483 }
1484
1485 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1486  * in their definitions.
1487  */
1488 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1489         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1490         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1491 {
1492         int i;
1493
1494         if (!bmap)
1495                 return NULL;
1496         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1497                         goto error);
1498         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1499
1500         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1501                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1502                         continue;
1503                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1504                 if (!bmap)
1505                         return NULL;
1506                 i = bmap->n_div;
1507         }
1508
1509         return bmap;
1510 error:
1511         isl_basic_map_free(bmap);
1512         return NULL;
1513 }
1514
1515 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1516         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1517 {
1518         int i;
1519
1520         if (!map)
1521                 return NULL;
1522         if (map->n == 0)
1523                 return map;
1524
1525         map = isl_map_cow(map);
1526         if (!map)
1527                 return NULL;
1528
1529         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1530                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1531                                                                 type, first, n);
1532                 if (!map->p[i])
1533                         goto error;
1534         }
1535         return map;
1536 error:
1537         isl_map_free(map);
1538         return NULL;
1539 }
1540
1541 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1542         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1543 {
1544         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1545                                                               type, first, n);
1546 }
1547
1548 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1549         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1550 {
1551         int i;
1552
1553         if (!bset)
1554                 return -1;
1555
1556         if (first + n > isl_basic_set_dim(bset, type))
1557                 isl_die(bset->ctx, isl_error_invalid,
1558                         "index out of bounds", return -1);
1559
1560         first += isl_basic_set_offset(bset, type);
1561         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1562                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->eq[i] + first, n) >= 0)
1563                         return 1;
1564         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1565                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->ineq[i] + first, n) >= 0)
1566                         return 1;
1567
1568         return 0;
1569 }
1570
1571 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1572         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1573 {
1574         int i;
1575
1576         if (!set)
1577                 return -1;
1578
1579         if (first + n > isl_set_dim(set, type))
1580                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
1581                         "index out of bounds", return -1);
1582
1583         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1584                 int involves = isl_basic_set_involves_dims(set->p[i],
1585                                                             type, first, n);
1586                 if (involves < 0 || !involves)
1587                         return involves;
1588         }
1589
1590         return 1;
1591 }
1592
1593 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1594  * on unknown divs.
1595  */
1596 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1597 {
1598         int i;
1599         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1600
1601         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1602                 return 1;
1603
1604         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1605                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1606                         continue;
1607                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1608                         return 1;
1609         }
1610
1611         return 0;
1612 }
1613
1614 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1615  */
1616 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1617         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1618 {
1619         int i;
1620
1621         if (!bmap)
1622                 return NULL;
1623
1624         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1625                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1626                         continue;
1627                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1628         }
1629
1630         return bmap;
1631 }
1632
1633 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1634 {
1635         int i;
1636
1637         if (!map)
1638                 return NULL;
1639         if (map->n == 0)
1640                 return map;
1641
1642         map = isl_map_cow(map);
1643         if (!map)
1644                 return NULL;
1645
1646         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1647                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1648                 if (!map->p[i])
1649                         goto error;
1650         }
1651         return map;
1652 error:
1653         isl_map_free(map);
1654         return NULL;
1655 }
1656
1657 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1658 {
1659         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1660 }
1661
1662 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1663         __isl_take isl_basic_set *bset,
1664         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1665 {
1666         return (isl_basic_set *)
1667             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1668 }
1669
1670 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1671         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1672 {
1673         int i;
1674
1675         if (n == 0)
1676                 return map;
1677
1678         map = isl_map_cow(map);
1679         if (!map)
1680                 return NULL;
1681         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1682
1683         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1684                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1685                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1686                 if (!map->p[i])
1687                         goto error;
1688         }
1689         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1690         return map;
1691 error:
1692         isl_map_free(map);
1693         return NULL;
1694 }
1695
1696 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1697         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1698 {
1699         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1700 }
1701
1702 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1703 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1704         unsigned first, unsigned n)
1705 {
1706         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1707 }
1708
1709 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1710                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1711 {
1712         const char *name;
1713         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1714         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1715         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1716         if (!pos)
1717                 isl_int_print(out, c, 0);
1718         else {
1719                 if (!isl_int_is_one(c))
1720                         isl_int_print(out, c, 0);
1721                 if (pos < 1 + nparam) {
1722                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1723                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1724                         if (name)
1725                                 fprintf(out, "%s", name);
1726                         else
1727                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1728                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1729                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1730                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1731                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1732                 else
1733                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1734         }
1735 }
1736
1737 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1738                                 int sign, FILE *out)
1739 {
1740         int i;
1741         int first;
1742         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1743         isl_int v;
1744
1745         isl_int_init(v);
1746         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1747                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1748                         continue;
1749                 if (!first)
1750                         fprintf(out, " + ");
1751                 first = 0;
1752                 isl_int_abs(v, c[i]);
1753                 dump_term(bmap, v, i, out);
1754         }
1755         isl_int_clear(v);
1756         if (first)
1757                 fprintf(out, "0");
1758 }
1759
1760 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1761                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1762 {
1763         int i;
1764
1765         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1766
1767         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1768         fprintf(out, " %s ", op);
1769         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1770
1771         fprintf(out, "\n");
1772
1773         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1774                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1775                         continue;
1776                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1777                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1778                 abort();
1779         }
1780 }
1781
1782 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1783                                 isl_int **c, unsigned n,
1784                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1785 {
1786         int i;
1787
1788         for (i = 0; i < n; ++i)
1789                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1790 }
1791
1792 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1793 {
1794         int j;
1795         int first = 1;
1796         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1797
1798         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1799                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1800                         continue;
1801                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1802                         fprintf(out, "+");
1803                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1804                 first = 0;
1805         }
1806 }
1807
1808 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1809 {
1810         int i;
1811
1812         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1813         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1814
1815         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1816                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1817                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1818                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1819                 fprintf(out, ")/");
1820                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1821                 fprintf(out, "]\n");
1822         }
1823 }
1824
1825 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
1826         FILE *out, int indent)
1827 {
1828         if (!bset) {
1829                 fprintf(out, "null basic set\n");
1830                 return;
1831         }
1832
1833         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1834         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1835                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1836                         bset->extra, bset->flags);
1837         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1838 }
1839
1840 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
1841         FILE *out, int indent)
1842 {
1843         if (!bmap) {
1844                 fprintf(out, "null basic map\n");
1845                 return;
1846         }
1847
1848         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1849         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1850                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1851                 bmap->ref,
1852                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1853                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1854         dump(bmap, out, indent);
1855 }
1856
1857 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1858 {
1859         unsigned total;
1860         if (!bmap)
1861                 return -1;
1862         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1863         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1864         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1865         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1866         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1871 {
1872         struct isl_set *set;
1873
1874         if (!dim)
1875                 return NULL;
1876         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
1877         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
1878         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1879                         sizeof(struct isl_set) +
1880                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1881         if (!set)
1882                 goto error;
1883
1884         set->ctx = dim->ctx;
1885         isl_ctx_ref(set->ctx);
1886         set->ref = 1;
1887         set->size = n;
1888         set->n = 0;
1889         set->dim = dim;
1890         set->flags = flags;
1891         return set;
1892 error:
1893         isl_dim_free(dim);
1894         return NULL;
1895 }
1896
1897 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1898                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1899 {
1900         struct isl_set *set;
1901         struct isl_dim *dims;
1902
1903         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1904         if (!dims)
1905                 return NULL;
1906
1907         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1908         return set;
1909 }
1910
1911 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1912  */
1913 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1914 {
1915         int i;
1916         struct isl_map *grown = NULL;
1917
1918         if (!map)
1919                 return NULL;
1920         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1921         if (map->n + n <= map->size)
1922                 return map;
1923         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1924         if (!grown)
1925                 goto error;
1926         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1927                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1928                 if (!grown->p[i])
1929                         goto error;
1930                 grown->n++;
1931         }
1932         isl_map_free(map);
1933         return grown;
1934 error:
1935         isl_map_free(grown);
1936         isl_map_free(map);
1937         return NULL;
1938 }
1939
1940 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1941  */
1942 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1943 {
1944         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1945 }
1946
1947 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1948 {
1949         int i;
1950         struct isl_set *dup;
1951
1952         if (!set)
1953                 return NULL;
1954
1955         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1956         if (!dup)
1957                 return NULL;
1958         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1959                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1960         return dup;
1961 }
1962
1963 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1964 {
1965         return isl_map_from_basic_map(bset);
1966 }
1967
1968 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1969 {
1970         struct isl_map *map;
1971
1972         if (!bmap)
1973                 return NULL;
1974
1975         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1976         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1977 }
1978
1979 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1980                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1981 {
1982         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1983                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1984 }
1985
1986 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1987 {
1988         int i;
1989
1990         if (!set)
1991                 return;
1992
1993         if (--set->ref > 0)
1994                 return;
1995
1996         isl_ctx_deref(set->ctx);
1997         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1998                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1999         isl_dim_free(set->dim);
2000         free(set);
2001 }
2002
2003 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2004 {
2005         int i;
2006
2007         if (!set) {
2008                 fprintf(out, "null set\n");
2009                 return;
2010         }
2011
2012         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2013         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2014                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2015                         set->flags);
2016         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2017                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2018                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2019                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2020         }
2021 }
2022
2023 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2024 {
2025         int i;
2026
2027         if (!map) {
2028                 fprintf(out, "null map\n");
2029                 return;
2030         }
2031
2032         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2033         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2034                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2035                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2036                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
2037         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2038                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2039                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2040                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2041         }
2042 }
2043
2044 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2045                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2046 {
2047         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2048
2049         if (!bmap || !bset)
2050                 goto error;
2051
2052         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2053                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2054
2055         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2056                 isl_assert(bset->ctx,
2057                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2058
2059         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2060         if (!bmap)
2061                 goto error;
2062         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2063                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2064         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2065         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2066
2067         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2068         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2069 error:
2070         isl_basic_map_free(bmap);
2071         isl_basic_set_free(bset);
2072         return NULL;
2073 }
2074
2075 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2076                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2077 {
2078         struct isl_basic_map *bmap_range;
2079
2080         if (!bmap || !bset)
2081                 goto error;
2082
2083         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2084                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2085
2086         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2087                 isl_assert(bset->ctx,
2088                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2089
2090         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2091                 isl_basic_set_free(bset);
2092                 return bmap;
2093         }
2094
2095         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2096         if (!bmap)
2097                 goto error;
2098         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2099                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2100         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
2101         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2102
2103         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2104         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2105 error:
2106         isl_basic_map_free(bmap);
2107         isl_basic_set_free(bset);
2108         return NULL;
2109 }
2110
2111 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2112 {
2113         int i;
2114         unsigned total;
2115         isl_int s;
2116
2117         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2118         if (total != vec->size)
2119                 return -1;
2120
2121         isl_int_init(s);
2122
2123         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2124                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2125                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2126                         isl_int_clear(s);
2127                         return 0;
2128                 }
2129         }
2130
2131         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2132                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2133                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2134                         isl_int_clear(s);
2135                         return 0;
2136                 }
2137         }
2138
2139         isl_int_clear(s);
2140
2141         return 1;
2142 }
2143
2144 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2145 {
2146         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2147 }
2148
2149 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2150                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2151 {
2152         struct isl_vec *sample = NULL;
2153
2154         if (!bmap1 || !bmap2)
2155                 goto error;
2156
2157         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2158                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2159         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
2160                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2161             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2162                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2163                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2164
2165         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2166                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2167                 isl_assert(bmap1->ctx,
2168                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2169
2170         if (bmap1->sample &&
2171             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2172             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2173                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2174         else if (bmap2->sample &&
2175             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2176             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2177                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2178
2179         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2180         if (!bmap1)
2181                 goto error;
2182         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
2183                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2184         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2185
2186         if (!bmap1)
2187                 isl_vec_free(sample);
2188         else if (sample) {
2189                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2190                 bmap1->sample = sample;
2191         }
2192
2193         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2194         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2195 error:
2196         if (sample)
2197                 isl_vec_free(sample);
2198         isl_basic_map_free(bmap1);
2199         isl_basic_map_free(bmap2);
2200         return NULL;
2201 }
2202
2203 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2204                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2205 {
2206         return (struct isl_basic_set *)
2207                 isl_basic_map_intersect(
2208                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2209                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2210 }
2211
2212 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2213  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2214  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2215  * added to the other map.
2216  */
2217 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2218         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2219 {
2220         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2221         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2222         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2223         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2224
2225         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2226                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2227
2228         isl_assert(map2->ctx,
2229                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2230
2231         map1 = isl_map_cow(map1);
2232         if (!map1)
2233                 goto error;
2234         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2235                 isl_map_free(map2);
2236                 return map1;
2237         }
2238         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2239         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2240                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2241         else
2242                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2243                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2244
2245         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2246         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2247         if (!map1->p[0])
2248                 goto error;
2249
2250         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2251                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2252                 map1->n = 0;
2253         }
2254
2255         isl_map_free(map2);
2256
2257         return map1;
2258 error:
2259         isl_map_free(map1);
2260         isl_map_free(map2);
2261         return NULL;
2262 }
2263
2264 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2265 {
2266         unsigned flags = 0;
2267         struct isl_map *result;
2268         int i, j;
2269
2270         if (!map1 || !map2)
2271                 goto error;
2272
2273         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2274             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2275                 isl_map_free(map2);
2276                 return map1;
2277         }
2278         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2279             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2280                 isl_map_free(map1);
2281                 return map2;
2282         }
2283
2284         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2285             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2286             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2287             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2288              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2289                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2290         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2291                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2292         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2293                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2294             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2295                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2296
2297         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2298                 isl_assert(map1->ctx,
2299                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2300
2301         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2302             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2303                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2304
2305         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2306                                 map1->n * map2->n, flags);
2307         if (!result)
2308                 goto error;
2309         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2310                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2311                         struct isl_basic_map *part;
2312                         part = isl_basic_map_intersect(
2313                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2314                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2315                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2316                                 isl_basic_map_free(part);
2317                         else
2318                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2319                         if (!result)
2320                                 goto error;
2321                 }
2322         isl_map_free(map1);
2323         isl_map_free(map2);
2324         return result;
2325 error:
2326         isl_map_free(map1);
2327         isl_map_free(map2);
2328         return NULL;
2329 }
2330
2331 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2332 {
2333         return (struct isl_set *)
2334                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2335                                   (struct isl_map *)set2);
2336 }
2337
2338 /* The current implementation of isl_map_intersect accepts intersections
2339  * with parameter domains, so we can just call that for now.
2340  */
2341 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2342                 __isl_take isl_set *params)
2343 {
2344         return isl_map_intersect(map, params);
2345 }
2346
2347 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2348                 __isl_take isl_set *params)
2349 {
2350         return isl_map_intersect_params(set, params);
2351 }
2352
2353 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2354 {
2355         struct isl_dim *dim;
2356         struct isl_basic_set *bset;
2357         unsigned in;
2358
2359         if (!bmap)
2360                 return NULL;
2361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2362         if (!bmap)
2363                 return NULL;
2364         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2365         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2366         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2367         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2368         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2369 }
2370
2371 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2372         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2373 {
2374         isl_dim *space;
2375
2376         if (!isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2377                 return bmap;
2378
2379         space = isl_basic_map_get_dim(bmap);
2380         space = isl_dim_reset(space, type);
2381         bmap = isl_basic_map_reset_dim(bmap, space);
2382         return bmap;
2383 }
2384
2385 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2386                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2387 {
2388         struct isl_dim *res_dim;
2389         struct isl_basic_map *res;
2390         struct isl_dim_map *dim_map;
2391         unsigned total, off;
2392         enum isl_dim_type t;
2393
2394         if (n == 0)
2395                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2396
2397         if (!bmap)
2398                 return NULL;
2399
2400         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2401
2402         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2403         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2404         off = 0;
2405         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2406                 if (t != type) {
2407                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2408                 } else {
2409                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2410                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2411                                                 0, pos, off);
2412                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2413                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2414                 }
2415                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2416         }
2417         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2418
2419         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2420                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2421         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2422                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2423         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2424         return isl_basic_map_finalize(res);
2425 }
2426
2427 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2428                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2429 {
2430         if (!bmap)
2431                 return NULL;
2432         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2433                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2434 }
2435
2436 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2437                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2438 {
2439         if (!bset)
2440                 return NULL;
2441         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2442         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2443 error:
2444         isl_basic_set_free(bset);
2445         return NULL;
2446 }
2447
2448 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
2449         enum isl_dim_type type)
2450 {
2451         isl_dim *space;
2452
2453         if (!isl_dim_is_named_or_nested(map->dim, type))
2454                 return map;
2455
2456         space = isl_map_get_dim(map);
2457         space = isl_dim_reset(space, type);
2458         map = isl_map_reset_dim(map, space);
2459         return map;
2460 }
2461
2462 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2463                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2464 {
2465         int i;
2466
2467         if (n == 0)
2468                 return map_space_reset(map, type);
2469
2470         map = isl_map_cow(map);
2471         if (!map)
2472                 return NULL;
2473
2474         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2475         if (!map->dim)
2476                 goto error;
2477
2478         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2479                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2480                 if (!map->p[i])
2481                         goto error;
2482         }
2483
2484         return map;
2485 error:
2486         isl_map_free(map);
2487         return NULL;
2488 }
2489
2490 __isl_give isl_set *isl_set_insert(__isl_take isl_set *set,
2491                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2492 {
2493         return (isl_set *)isl_map_insert((isl_map *)set, type, pos, n);
2494 }
2495
2496 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2497                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2498 {
2499         if (!map)
2500                 return NULL;
2501         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2502 }
2503
2504 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2505                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2506 {
2507         if (!set)
2508                 return NULL;
2509         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2510         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2511 error:
2512         isl_set_free(set);
2513         return NULL;
2514 }
2515
2516 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2517         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2518         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2519         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2520 {
2521         struct isl_dim_map *dim_map;
2522         struct isl_basic_map *res;
2523         enum isl_dim_type t;
2524         unsigned total, off;
2525
2526         if (!bmap)
2527                 return NULL;
2528         if (n == 0)
2529                 return bmap;
2530
2531         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2532                 goto error);
2533
2534         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2535                 return bmap;
2536
2537         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2538
2539         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2540             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2541                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2542                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2543                 if (!bmap)
2544                         return NULL;
2545
2546                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2547                                                 src_type, src_pos, n);
2548                 if (!bmap->dim)
2549                         goto error;
2550
2551                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2552
2553                 return bmap;
2554         }
2555
2556         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2557         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2558
2559         off = 0;
2560         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2561                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2562                 if (t == dst_type) {
2563                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2564                                             0, dst_pos, off);
2565                         off += dst_pos;
2566                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2567                                             src_pos, n, off);
2568                         off += n;
2569                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2570                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2571                         off += size - dst_pos;
2572                 } else if (t == src_type) {
2573                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2574                                             0, src_pos, off);
2575                         off += src_pos;
2576                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2577                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2578                         off += size - src_pos - n;
2579                 } else {
2580                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2581                         off += size;
2582                 }
2583         }
2584         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2585
2586         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2587                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2588         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2589
2590         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2591                                         src_type, src_pos, n);
2592         if (!bmap->dim)
2593                 goto error;
2594
2595         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2596         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2597         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2598
2599         return bmap;
2600 error:
2601         isl_basic_map_free(bmap);
2602         return NULL;
2603 }
2604
2605 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2606         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2607         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2608 {
2609         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2610                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2611 }
2612
2613 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2614         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2615         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2616 {
2617         if (!set)
2618                 return NULL;
2619         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2620         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2621                                         src_type, src_pos, n);
2622 error:
2623         isl_set_free(set);
2624         return NULL;
2625 }
2626
2627 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2628         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2629         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2630 {
2631         int i;
2632
2633         if (!map)
2634                 return NULL;
2635         if (n == 0)
2636                 return map;
2637
2638         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2639                 goto error);
2640
2641         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2642                 return map;
2643
2644         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2645
2646         map = isl_map_cow(map);
2647         if (!map)
2648                 return NULL;
2649
2650         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2651         if (!map->dim)
2652                 goto error;
2653
2654         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2655                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2656                                                 dst_type, dst_pos,
2657                                                 src_type, src_pos, n);
2658                 if (!map->p[i])
2659                         goto error;
2660         }
2661
2662         return map;
2663 error:
2664         isl_map_free(map);
2665         return NULL;
2666 }
2667
2668 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2669  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2670  * That's the responsibility of the caller.
2671  */
2672 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2673         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2674 {
2675         struct isl_dim_map *dim_map;
2676         struct isl_basic_map *res;
2677         enum isl_dim_type t;
2678         unsigned total, off;
2679
2680         if (!bmap)
2681                 return NULL;
2682         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2683                 return bmap;
2684
2685         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2686         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2687
2688         off = 0;
2689         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2690                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2691                 if (t == type) {
2692                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2693                                             0, first, off);
2694                         off += first;
2695                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2696                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2697                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2698                                             first + n, size - (first + n), off);
2699                         off += size - (first + n);
2700                 } else {
2701                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2702                         off += size;
2703                 }
2704         }
2705         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2706
2707         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2708                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2709         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2710         return res;
2711 }
2712
2713 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2714  * into existentially quantified variables.
2715  */
2716 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2717                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2718                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2719 {
2720         int i;
2721         size_t row_size;
2722         isl_int **new_div;
2723         isl_int *old;
2724
2725         if (n == 0)
2726                 return bmap;
2727
2728         if (!bmap)
2729                 return NULL;
2730
2731         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2732                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
2733
2734         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2735                         goto error);
2736
2737         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2738         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2739         if (!bmap)
2740                 return NULL;
2741
2742         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2743         old = bmap->block2.data;
2744         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2745                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2746         if (!bmap->block2.data)
2747                 goto error;
2748         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2749         if (!new_div)
2750                 goto error;
2751         for (i = 0; i < n; ++i) {
2752                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2753                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2754                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2755         }
2756         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2757                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2758         free(bmap->div);
2759         bmap->div = new_div;
2760         bmap->n_div += n;
2761         bmap->extra += n;
2762
2763         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2764         if (!bmap->dim)
2765                 goto error;
2766         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2767         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2768         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2769 error:
2770         isl_basic_map_free(bmap);
2771         return NULL;
2772 }
2773
2774 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2775  * into existentially quantified variables.
2776  */
2777 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2778                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2779 {
2780         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2781                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2782 }
2783
2784 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2785  * into existentially quantified variables.
2786  */
2787 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2788                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2789 {
2790         int i;
2791
2792         if (!map)
2793                 return NULL;
2794
2795         if (n == 0)
2796                 return map;
2797
2798         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2799
2800         map = isl_map_cow(map);
2801         if (!map)
2802                 return NULL;
2803
2804         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2805         if (!map->dim)
2806                 goto error;
2807
2808         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2809                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2810                 if (!map->p[i])
2811                         goto error;
2812         }
2813
2814         return map;
2815 error:
2816         isl_map_free(map);
2817         return NULL;
2818 }
2819
2820 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2821  * into existentially quantified variables.
2822  */
2823 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2824                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2825 {
2826         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2827 }
2828
2829 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2830 {
2831         int i, j;
2832
2833         for (i = 0; i < n; ++i) {
2834                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2835                 if (j < 0)
2836                         goto error;
2837                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2838         }
2839         return bmap;
2840 error:
2841         isl_basic_map_free(bmap);
2842         return NULL;
2843 }
2844
2845 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2846                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2847 {
2848         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2849         struct isl_basic_map *bmap;
2850         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2851         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2852
2853         if (!bmap1 || !bmap2)
2854                 goto error;
2855
2856         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2857                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2858
2859         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2860         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2861         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2862         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2863
2864         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2865         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2866         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2867         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2868         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2869         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2870         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2871         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2872         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2873         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2874         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2875
2876         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2877                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2878                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2879                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2880         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2881         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2882         bmap = add_divs(bmap, n);
2883         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2884         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2885         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2886 error:
2887         isl_basic_map_free(bmap1);
2888         isl_basic_map_free(bmap2);
2889         return NULL;
2890 }
2891
2892 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2893                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2894 {
2895         if (!bset || !bmap)
2896                 goto error;
2897
2898         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2899                     goto error);
2900
2901         return (struct isl_basic_set *)
2902                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2903 error:
2904         isl_basic_set_free(bset);
2905         isl_basic_map_free(bmap);
2906         return NULL;
2907 }
2908
2909 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2910                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2911 {
2912         if (!bmap1 || !bmap2)
2913                 goto error;
2914
2915         isl_assert(bmap1->ctx,
2916             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2917         isl_assert(bmap1->ctx,
2918             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2919             goto error);
2920
2921         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2922         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2923         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2924 error:
2925         isl_basic_map_free(bmap1);
2926         isl_basic_map_free(bmap2);
2927         return NULL;
2928 }
2929
2930 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2931  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2932  */
2933 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2934                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2935 {
2936         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2937         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2938         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2939         int i;
2940
2941         if (!bmap1 || !bmap2)
2942                 goto error;
2943
2944         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2945                 goto error);
2946
2947         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2948         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2949         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2950
2951         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2952         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2953         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2954         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2955         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2956         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2957         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2958         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2959         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2960         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2961         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2962
2963         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2964                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2965                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2966                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2967         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2968                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2969                 if (j < 0)
2970                         goto error;
2971                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2972                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2973                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2974                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2975         }
2976         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2977         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2978         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2979
2980         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2981         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2982 error:
2983         isl_basic_map_free(bmap);
2984         isl_basic_map_free(bmap1);
2985         isl_basic_map_free(bmap2);
2986         return NULL;
2987 }
2988
2989 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2990  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2991  */
2992 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2993 {
2994         struct isl_map *result;
2995         int i, j;
2996
2997         if (!map1 || !map2)
2998                 goto error;
2999
3000         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3001
3002         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
3003                                 map1->n * map2->n, 0);
3004         if (!result)
3005                 goto error;
3006         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3007                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3008                         struct isl_basic_map *part;
3009                         part = isl_basic_map_sum(
3010                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3011                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3012                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3013                                 isl_basic_map_free(part);
3014                         else
3015                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3016                         if (!result)
3017                                 goto error;
3018                 }
3019         isl_map_free(map1);
3020         isl_map_free(map2);
3021         return result;
3022 error:
3023         isl_map_free(map1);
3024         isl_map_free(map2);
3025         return NULL;
3026 }
3027
3028 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3029         __isl_take isl_set *set2)
3030 {
3031         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3032 }
3033
3034 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3035  */
3036 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3037 {
3038         int i, j;
3039         unsigned off, n;
3040
3041         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3042         if (!bmap)
3043                 return NULL;
3044
3045         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3046         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3047         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3048                 for (j = 0; j < n; ++j)
3049                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3050         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3051                 for (j = 0; j < n; ++j)
3052                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3053         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3054                 for (j = 0; j < n; ++j)
3055                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3056         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3057         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3058 }
3059
3060 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3061 {
3062         return isl_basic_map_neg(bset);
3063 }
3064
3065 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3066  */
3067 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3068 {
3069         int i;
3070
3071         map = isl_map_cow(map);
3072         if (!map)
3073                 return NULL;
3074
3075         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3076                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3077                 if (!map->p[i])
3078                         goto error;
3079         }
3080
3081         return map;
3082 error:
3083         isl_map_free(map);
3084         return NULL;
3085 }
3086
3087 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3088 {
3089         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3090 }
3091
3092 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3093  * A -> floor(f(A)/d).
3094  */
3095 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3096                 isl_int d)
3097 {
3098         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3099         struct isl_basic_map *result = NULL;
3100         struct isl_dim_map *dim_map;
3101         int i;
3102
3103         if (!bmap)
3104                 return NULL;
3105
3106         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3107         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3108         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3109
3110         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3111         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3112         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3113         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3114         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3115         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3116
3117         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
3118                         bmap->n_div + n_out,
3119                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3120         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3121         result = add_divs(result, n_out);
3122         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3123                 int j;
3124                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3125                 if (j < 0)
3126                         goto error;
3127                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3128                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3129                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3130                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3131                 if (j < 0)
3132                         goto error;
3133                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3134                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3135                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3136                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3137         }
3138
3139         result = isl_basic_map_simplify(result);
3140         return isl_basic_map_finalize(result);
3141 error:
3142         isl_basic_map_free(result);
3143         return NULL;
3144 }
3145
3146 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3147  * A -> floor(f(A)/d).
3148  */
3149 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3150 {
3151         int i;
3152
3153         map = isl_map_cow(map);
3154         if (!map)
3155                 return NULL;
3156
3157         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3158         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3159         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3160                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3161                 if (!map->p[i])
3162                         goto error;
3163         }
3164
3165         return map;
3166 error:
3167         isl_map_free(map);
3168         return NULL;
3169 }
3170
3171 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3172 {
3173         int i;
3174         unsigned nparam;
3175         unsigned n_in;
3176
3177         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3178         if (i < 0)
3179                 goto error;
3180         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3181         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3182         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3183         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3184         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3185         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3186 error:
3187         isl_basic_map_free(bmap);
3188         return NULL;
3189 }
3190
3191 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3192  */
3193 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3194 {
3195         int i;
3196         unsigned nparam;
3197         unsigned n_in;
3198
3199         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3200         if (i < 0)
3201                 goto error;
3202         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3203         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3204         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3205         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3206         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3207         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3208         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3209 error:
3210         isl_basic_map_free(bmap);
3211         return NULL;
3212 }
3213
3214 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3215  */
3216 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3217         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3218 {
3219         int i;
3220         unsigned nparam;
3221         unsigned n_in;
3222
3223         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3224         if (i < 0)
3225                 goto error;
3226         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3227         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3228         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3229         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3230         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3231         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3232 error:
3233         isl_basic_map_free(bmap);
3234         return NULL;
3235 }
3236
3237 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3238  */
3239 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3240 {
3241         int i;
3242         unsigned nparam;
3243         unsigned n_in;
3244
3245         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3246         if (i < 0)
3247                 goto error;
3248         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3249         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3250         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3251         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3252         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3253         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3254         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3255 error:
3256         isl_basic_map_free(bmap);
3257         return NULL;
3258 }
3259
3260 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3261  */
3262 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3263         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3264 {
3265         int i;
3266         unsigned nparam;
3267         unsigned n_in;
3268
3269         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3270         if (i < 0)
3271                 goto error;
3272         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3273         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3274         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3275         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3276         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3277         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3278 error:
3279         isl_basic_map_free(bmap);
3280         return NULL;
3281 }
3282
3283 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
3284 {
3285         int i;
3286         struct isl_basic_map *bmap;
3287         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
3288         if (!bmap)
3289                 return NULL;
3290         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3291                 bmap = var_equal(bmap, i);
3292         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3293 }
3294
3295 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3296  */
3297 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3298 {
3299         int i;
3300         struct isl_basic_map *bmap;
3301         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3302         if (!bmap)
3303                 return NULL;
3304         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3305                 bmap = var_equal(bmap, i);
3306         if (bmap)
3307                 bmap = var_less(bmap, pos);
3308         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3309 }
3310
3311 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3312  */
3313 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3314         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3315 {
3316         int i;
3317         isl_basic_map *bmap;
3318
3319         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3320         for (i = 0; i < pos; ++i)
3321                 bmap = var_equal(bmap, i);
3322         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3323         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3324 }
3325
3326 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3327  */
3328 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3329 {
3330         int i;
3331         struct isl_basic_map *bmap;
3332         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3333         if (!bmap)
3334                 return NULL;
3335         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3336                 bmap = var_equal(bmap, i);
3337         if (bmap)
3338                 bmap = var_more(bmap, pos);
3339         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3340 }
3341
3342 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3343  */
3344 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3345         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3346 {
3347         int i;
3348         isl_basic_map *bmap;
3349
3350         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3351         for (i = 0; i < pos; ++i)
3352                 bmap = var_equal(bmap, i);
3353         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3354         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3355 }
3356
3357 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3358         unsigned n, int equal)
3359 {
3360         struct isl_map *map;
3361         int i;
3362
3363         if (n == 0 && equal)
3364                 return isl_map_universe(dims);
3365
3366         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3367
3368         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3369                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3370                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3371         if (n > 0) {
3372                 if (equal)
3373                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3374                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3375                 else
3376                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3377                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3378         } else
3379                 isl_dim_free(dims);
3380
3381         return map;
3382 }
3383
3384 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3385 {
3386         if (!dims)
3387                 return NULL;
3388         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3389 }
3390
3391 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3392 {
3393         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3394 }
3395
3396 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3397 {
3398         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3399 }
3400
3401 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3402 {
3403         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3404 }
3405
3406 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3407 {
3408         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3409 }
3410
3411 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3412         unsigned n, int equal)
3413 {
3414         struct isl_map *map;
3415         int i;
3416
3417         if (n == 0 && equal)
3418                 return isl_map_universe(dims);
3419
3420         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3421
3422         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3423                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3424                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3425         if (n > 0) {
3426                 if (equal)
3427                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3428                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3429                 else
3430                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3431                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3432         } else
3433                 isl_dim_free(dims);
3434
3435         return map;
3436 }
3437
3438 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3439 {
3440         if (!dims)
3441                 return NULL;
3442         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3443 }
3444
3445 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3446 {
3447         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3448 }
3449
3450 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3451 {
3452         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3453 }
3454
3455 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3456 {
3457         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3458 }
3459
3460 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3461 {
3462         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3463 }
3464
3465 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3466         __isl_take isl_set *set2)
3467 {
3468         isl_map *map;
3469         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_dim(set1));
3470         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3471         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3472         return map;
3473 }
3474
3475 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3476         __isl_take isl_set *set2)
3477 {
3478         isl_map *map;
3479         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_dim(set1));
3480         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3481         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3482         return map;
3483 }
3484
3485 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3486         __isl_take isl_set *set2)
3487 {
3488         isl_map *map;
3489         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_dim(set1));
3490         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3491         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3492         return map;
3493 }
3494
3495 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3496         __isl_take isl_set *set2)
3497 {
3498         isl_map *map;
3499         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_dim(set1));
3500         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3501         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3502         return map;
3503 }
3504
3505 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3506         __isl_take isl_map *map2)
3507 {
3508         isl_map *map;
3509         map = isl_map_lex_le(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3510         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3511         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3512         return map;
3513 }
3514
3515 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3516         __isl_take isl_map *map2)
3517 {
3518         isl_map *map;
3519         map = isl_map_lex_lt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3520         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3521         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3522         return map;
3523 }
3524
3525 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3526         __isl_take isl_map *map2)
3527 {
3528         isl_map *map;
3529         map = isl_map_lex_ge(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3530         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3531         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3532         return map;
3533 }
3534
3535 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3536         __isl_take isl_map *map2)
3537 {
3538         isl_map *map;
3539         map = isl_map_lex_gt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3540         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3541         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3542         return map;
3543 }
3544
3545 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3546                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3547 {
3548         struct isl_basic_map *bmap;
3549
3550         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3551         if (!bset || !dim)
3552                 goto error;
3553
3554         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3555         isl_dim_free(bset->dim);
3556         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3557         bmap->dim = dim;
3558         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3559 error:
3560         isl_basic_set_free(bset);
3561         isl_dim_free(dim);
3562         return NULL;
3563 }
3564
3565 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3566 {
3567         if (!bmap)
3568                 goto error;
3569         if (bmap->dim->n_in == 0)
3570                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3571         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3572         if (!bmap)
3573                 goto error;
3574         bmap->dim = isl_dim_as_set_dim(bmap->dim);
3575         if (!bmap->dim)
3576                 goto error;
3577         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3578         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3579 error:
3580         isl_basic_map_free(bmap);
3581         return NULL;
3582 }
3583
3584 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3585  *
3586  *              f - m d >= 0
3587  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3588  *
3589  * Note that the second constraint is the negation of
3590  *
3591  *              f - m d >= n
3592  */
3593 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3594         unsigned pos, isl_int *div)
3595 {
3596         int i, j;
3597         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3598
3599         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3600         if (i < 0)
3601                 return -1;
3602         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3603         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3604
3605         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3606         if (j < 0)
3607                 return -1;
3608         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3609         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3610         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3611         return j;
3612 }
3613
3614 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3615         unsigned pos, isl_int *div)
3616 {
3617         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3618                                                         pos, div);
3619 }
3620
3621 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3622 {
3623         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3624         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3625
3626         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3627                                                         bmap->div[div]);
3628 }
3629
3630 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3631                 struct isl_basic_map *bmap)
3632 {
3633         if (!bmap)
3634                 goto error;
3635         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3636             bmap->n_div == 0 &&
3637             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3638             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3639                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3640         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3641         if (!bmap)
3642                 goto error;
3643         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3644         if (!bmap->dim)
3645                 goto error;
3646         bmap->extra -= bmap->n_div;
3647         bmap->n_div = 0;
3648         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3649         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3650 error:
3651         return NULL;
3652 }
3653
3654 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3655                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3656 {
3657         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3658 }
3659
3660 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3661         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3662 {
3663         struct isl_basic_map *bmap;
3664         struct isl_ctx *ctx;
3665         unsigned total;
3666         int i;
3667
3668         if (!bset || !like)
3669                 goto error;
3670         ctx = bset->ctx;
3671         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3672         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3673         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3674                         goto error);
3675         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3676                 isl_basic_map_free(like);
3677                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3678         }
3679         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3680         if (!bset)
3681                 goto error;
3682         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3683         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3684         isl_dim_free(bmap->dim);
3685         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3686         if (!bmap->dim)
3687                 goto error;
3688         bmap->n_div = like->n_div;
3689         bmap->extra += like->n_div;
3690         if (bmap->extra) {
3691                 unsigned ltotal;
3692                 isl_int **div;
3693                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3694                 if (ltotal > total)
3695                         ltotal = total;
3696                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3697                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3698                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3699                         goto error;
3700                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3701                 if (!div)
3702                         goto error;
3703                 bmap->div = div;
3704                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3705                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3706                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3707                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3708                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3709                 }
3710                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3711                                                         0, 2 * like->n_div);
3712                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3713                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3714                                 continue;
3715                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3716                                 goto error;
3717                 }
3718         }
3719         isl_basic_map_free(like);
3720         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3721         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3722         return bmap;
3723 error:
3724         isl_basic_map_free(like);
3725         isl_basic_set_free(bset);
3726         return NULL;
3727 }
3728
3729 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3730         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3731 {
3732         return (struct isl_basic_set *)
3733                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3734 }
3735
3736 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3737         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3738 {
3739         int i;
3740
3741         if (!set || !like)
3742                 goto error;
3743         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3744                     goto error);
3745         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3746                 isl_basic_set_free(like);
3747                 return set;
3748         }
3749         set = isl_set_cow(set);
3750         if (!set)
3751                 goto error;
3752         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3753                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3754                                                       isl_basic_set_copy(like));
3755                 if (!set->p[i])
3756                         goto error;
3757         }
3758         isl_dim_free(set->dim);
3759         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3760         if (!set->dim)
3761                 goto error;
3762         isl_basic_set_free(like);
3763         return set;
3764 error:
3765         isl_basic_set_free(like);
3766         isl_set_free(set);
3767         return NULL;
3768 }
3769
3770 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3771 {
3772         int i;
3773
3774         map = isl_map_cow(map);
3775         if (!map)
3776                 return NULL;
3777         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3778         if (!map->dim)
3779                 goto error;
3780
3781         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3782                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3783                                 goto error);
3784         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3785                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3786                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3787                 if (!map->p[i])
3788                         goto error;
3789         }
3790         if (map->n == 0)
3791                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3792         else {
3793                 isl_dim_free(map->dim);
3794                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3795         }
3796         if (!map->dim)
3797                 goto error;
3798         return (struct isl_set *)map;
3799 error:
3800         isl_map_free(map);
3801         return NULL;
3802 }
3803
3804 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3805 {
3806         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3807 }
3808
3809 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3810         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3811 {
3812         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3813         if (!bmap || !dim)
3814                 goto error;
3815
3816         isl_dim_free(bmap->dim);
3817         bmap->dim = dim;
3818
3819         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3820
3821         return bmap;
3822 error:
3823         isl_basic_map_free(bmap);
3824         isl_dim_free(dim);
3825         return NULL;
3826 }
3827
3828 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3829         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3830 {
3831         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3832                                                         dim);
3833 }
3834
3835 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3836         __isl_take isl_dim *dim)
3837 {
3838         int i;
3839
3840         map = isl_map_cow(map);
3841         if (!map || !dim)
3842                 goto error;
3843
3844         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3845                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3846                                                     isl_dim_copy(dim));
3847                 if (!map->p[i])
3848                         goto error;
3849         }
3850         isl_dim_free(map->dim);
3851         map->dim = dim;
3852
3853         return map;
3854 error:
3855         isl_map_free(map);
3856         isl_dim_free(dim);
3857         return NULL;
3858 }
3859
3860 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
3861         __isl_take isl_dim *dim)
3862 {
3863         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3864 }
3865
3866 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3867 {
3868         isl_dim *dim;
3869         struct isl_basic_set *domain;
3870         unsigned n_in;
3871         unsigned n_out;
3872
3873         if (!bmap)
3874                 return NULL;
3875         dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
3876
3877         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3878         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3879         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3880         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3881
3882         domain = isl_basic_set_reset_dim(domain, dim);
3883
3884         return domain;
3885 }
3886
3887 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
3888 {
3889         if (!bmap)
3890                 return -1;
3891         return isl_dim_may_be_set(bmap->dim);
3892 }
3893
3894 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3895 {
3896         if (!bmap)
3897                 return NULL;
3898         if (isl_basic_map_may_be_set(bmap))
3899                 return bmap;
3900         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3901 }
3902
3903 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
3904         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3905 {
3906         int i, k;
3907         isl_dim *dim;
3908         isl_basic_map *domain;
3909         int nparam, n_in, n_out;
3910         unsigned total;
3911
3912         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3913         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3914         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3915
3916         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3917         domain = isl_basic_map_universe(dim);
3918
3919         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3920         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
3921         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
3922
3923         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3924
3925         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
3926                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3927                 if (k < 0)
3928                         goto error;
3929                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3930                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
3931                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3932         }
3933
3934         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3935         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3936 error:
3937         isl_basic_map_free(bmap);
3938         return NULL;
3939 }
3940
3941 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
3942         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3943 {
3944         int i, k;
3945         isl_dim *dim;
3946         isl_basic_map *range;
3947         int nparam, n_in, n_out;
3948         unsigned total;
3949
3950         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3951         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3952         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3953
3954         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_range(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3955         range = isl_basic_map_universe(dim);
3956
3957         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3958         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
3959         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
3960
3961         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3962
3963         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3964                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3965                 if (k < 0)
3966                         goto error;
3967                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3968                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
3969                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3970         }
3971
3972         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3973         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3974 error:
3975         isl_basic_map_free(bmap);
3976         return NULL;
3977 }
3978
3979 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
3980 {
3981         if (!map)
3982                 return -1;
3983         return isl_dim_may_be_set(map->dim);
3984 }
3985
3986 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3987 {
3988         int i;
3989         struct isl_set *set;
3990
3991         if (!map)
3992                 goto error;
3993         if (isl_map_may_be_set(map))
3994                 return (isl_set *)map;
3995
3996         map = isl_map_cow(map);
3997         if (!map)
3998                 goto error;
3999
4000         set = (struct isl_set *) map;
4001         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
4002         if (!set->dim)
4003                 goto error;
4004         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4005                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4006                 if (!set->p[i])
4007                         goto error;
4008         }
4009         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4010         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4011         return set;
4012 error:
4013         isl_map_free(map);
4014         return NULL;
4015 }
4016
4017 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4018 {
4019         int i;
4020         isl_dim *domain_dim;
4021
4022         map = isl_map_cow(map);
4023         if (!map)
4024                 return NULL;
4025
4026         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
4027         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4028         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
4029         if (!map->dim)
4030                 goto error;
4031         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4032                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4033                 if (!map->p[i])
4034                         goto error;
4035         }
4036         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4037         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4038         return map;
4039 error:
4040         isl_map_free(map);
4041         return NULL;
4042 }
4043
4044 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4045 {
4046         int i;
4047         isl_dim *range_dim;
4048
4049         map = isl_map_cow(map);
4050         if (!map)
4051                 return NULL;
4052
4053         range_dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(map));
4054         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4055         map->dim = isl_dim_join(map->dim, range_dim);
4056         if (!map->dim)
4057                 goto error;
4058         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4059                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4060                 if (!map->p[i])
4061                         goto error;
4062         }
4063         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4064         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4065         return map;
4066 error:
4067         isl_map_free(map);
4068         return NULL;
4069 }
4070
4071 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
4072 {
4073         int i;
4074         struct isl_map *map = NULL;
4075
4076         set = isl_set_cow(set);
4077         if (!set || !dim)
4078                 goto error;
4079         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
4080         map = (struct isl_map *)set;
4081         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4082                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4083                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
4084                 if (!map->p[i])
4085                         goto error;
4086         }
4087         isl_dim_free(map->dim);
4088         map->dim = dim;
4089         return map;
4090 error:
4091         isl_dim_free(dim);
4092         isl_set_free(set);
4093         return NULL;
4094 }
4095
4096 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4097         __isl_take isl_basic_set *bset)
4098 {
4099         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4100 }
4101
4102 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4103         __isl_take isl_basic_set *bset)
4104 {
4105         return (isl_basic_map *)bset;
4106 }
4107
4108 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4109 {
4110         return (struct isl_map *)set;
4111 }
4112
4113 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4114 {
4115         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4116 }
4117
4118 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4119         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4120 {
4121         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_from_domain(domain),
4122                                          isl_basic_map_from_range(range));
4123 }
4124
4125 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4126         __isl_take isl_set *range)
4127 {
4128         return isl_map_apply_range(isl_map_from_domain(domain),
4129                                    isl_map_from_range(range));
4130 }
4131
4132 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4133 {
4134         int i;
4135         struct isl_set *set = NULL;
4136
4137         if (!map)
4138                 return NULL;
4139         map = isl_map_cow(map);
4140         if (!map)
4141                 return NULL;
4142         map->dim = isl_dim_as_set_dim(map->dim);
4143         if (!map->dim)
4144                 goto error;
4145         set = (struct isl_set *)map;
4146         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4147                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4148                 if (!set->p[i])
4149                         goto error;
4150         }
4151         return set;
4152 error:
4153         isl_map_free(map);
4154         return NULL;
4155 }
4156
4157 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
4158 {
4159         struct isl_map *map;
4160
4161         if (!dim)
4162                 return NULL;
4163         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4164         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4165                         sizeof(struct isl_map) +
4166                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4167         if (!map)
4168                 goto error;
4169
4170         map->ctx = dim->ctx;
4171         isl_ctx_ref(map->ctx);
4172         map->ref = 1;
4173         map->size = n;
4174         map->n = 0;
4175         map->dim = dim;
4176         map->flags = flags;
4177         return map;
4178 error:
4179         isl_dim_free(dim);
4180         return NULL;
4181 }
4182
4183 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4184                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4185                 unsigned flags)
4186 {
4187         struct isl_map *map;
4188         struct isl_dim *dims;
4189
4190         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
4191         if (!dims)
4192                 return NULL;
4193
4194         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
4195         return map;
4196 }
4197
4198 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
4199 {
4200         struct isl_basic_map *bmap;
4201         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4202         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4203         return bmap;
4204 }
4205
4206 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
4207 {
4208         struct isl_basic_set *bset;
4209         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4210         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4211         return bset;
4212 }
4213
4214 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4215 {
4216         struct isl_basic_map *bmap;
4217         if (!model)
4218                 return NULL;
4219         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4220         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4221         return bmap;
4222 }
4223
4224 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4225 {
4226         struct isl_basic_map *bmap;
4227         if (!model)
4228                 return NULL;
4229         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4230         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4231         return bmap;
4232 }
4233
4234 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4235 {
4236         struct isl_basic_set *bset;
4237         if (!model)
4238                 return NULL;
4239         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4240         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4241         return bset;
4242 }
4243
4244 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
4245 {
4246         struct isl_basic_map *bmap;
4247         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4248         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4249         return bmap;
4250 }
4251
4252 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
4253 {
4254         struct isl_basic_set *bset;
4255         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4256         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4257         return bset;
4258 }
4259
4260 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4261 {
4262         int i;
4263         unsigned total = isl_dim_total(dim);
4264         isl_basic_map *bmap;
4265
4266         bmap= isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, total);
4267         for (i = 0; i < total; ++i) {
4268                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4269                 if (k < 0)
4270                         goto error;
4271                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4272                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4273         }
4274         return bmap;
4275 error:
4276         isl_basic_map_free(bmap);
4277         return NULL;
4278 }
4279
4280 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4281 {
4282         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4283 }
4284
4285 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4286 {
4287         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4288 }
4289
4290 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4291 {
4292         return isl_map_nat_universe(dim);
4293 }
4294
4295 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4296                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4297 {
4298         if (!model)
4299                 return NULL;
4300         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4301 }
4302
4303 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4304 {
4305         if (!model)
4306                 return NULL;
4307         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4308 }
4309
4310 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4311         __isl_keep isl_set *model)
4312 {
4313         if (!model)
4314                 return NULL;
4315         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4316 }
4317
4318 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
4319 {
4320         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4321 }
4322
4323 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4324 {
4325         if (!model)
4326                 return NULL;
4327         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4328 }
4329
4330 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4331 {
4332         if (!model)
4333                 return NULL;
4334         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4335 }
4336
4337 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
4338 {
4339         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4340 }
4341
4342 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4343 {
4344         if (!model)
4345                 return NULL;
4346         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
4347 }
4348
4349 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
4350 {
4351         struct isl_map *map;
4352         if (!dim)
4353                 return NULL;
4354         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4355         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4356         return map;
4357 }
4358
4359 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
4360 {
4361         struct isl_set *set;
4362         if (!dim)
4363                 return NULL;
4364         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4365         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4366         return set;
4367 }
4368
4369 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4370 {
4371         if (!model)
4372                 return NULL;
4373         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
4374 }
4375
4376 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4377 {
4378         int i;
4379         struct isl_map *dup;
4380
4381         if (!map)
4382                 return NULL;
4383         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4384         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4385                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4386         return dup;
4387 }
4388
4389 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4390                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4391 {
4392         if (!bmap || !map)
4393                 goto error;
4394         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4395                 isl_basic_map_free(bmap);
4396                 return map;
4397         }
4398         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4399         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4400         map->p[map->n] = bmap;
4401         map->n++;
4402         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4403         return map;
4404 error:
4405         if (map)
4406                 isl_map_free(map);
4407         if (bmap)
4408                 isl_basic_map_free(bmap);
4409         return NULL;
4410 }
4411
4412 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4413 {
4414         int i;
4415
4416         if (!map)
4417                 return;
4418
4419         if (--map->ref > 0)
4420                 return;
4421
4422         isl_ctx_deref(map->ctx);
4423         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4424                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4425         isl_dim_free(map->dim);
4426         free(map);
4427 }
4428
4429 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4430                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4431 {
4432         int i;
4433
4434         base = isl_map_cow(base);
4435         if (!base)
4436                 return NULL;
4437
4438         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4439         if (!base->dim)
4440                 goto error;
4441         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4442                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
4443                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4444                 if (!base->p[i])
4445                         goto error;
4446         }
4447         return base;
4448 error:
4449         isl_map_free(base);
4450         return NULL;
4451 }
4452
4453 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4454                 unsigned nparam, unsigned dim)
4455 {
4456         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4457                                                         nparam, 0, dim);
4458 }
4459
4460 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4461         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4462 {
4463         int j;
4464
4465         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4466         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4467         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4468         if (j < 0)
4469                 goto error;
4470         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4471         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4472         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4473         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4474         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4475 error:
4476         isl_basic_map_free(bmap);
4477         return NULL;
4478 }
4479
4480 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4481         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4482 {
4483         int j;
4484
4485         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4486         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4487         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4488         if (j < 0)
4489                 goto error;
4490         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4491         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4492         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4493         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4494         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4495 error:
4496         isl_basic_map_free(bmap);
4497         return NULL;
4498 }
4499
4500 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4501                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4502 {
4503         if (!bmap)
4504                 return NULL;
4505         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4506         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4507                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4508 error:
4509         isl_basic_map_free(bmap);
4510         return NULL;
4511 }
4512
4513 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4514                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4515 {
4516         if (!bmap)
4517                 return NULL;
4518         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4519         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4520                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4521 error:
4522         isl_basic_map_free(bmap);
4523         return NULL;
4524 }
4525
4526 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4527                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4528 {
4529         return (struct isl_basic_set *)
4530                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4531                                         type, pos, value);
4532 }
4533
4534 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4535                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4536 {
4537         return (struct isl_basic_set *)
4538                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4539                                         type, pos, value);
4540 }
4541
4542 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4543                 unsigned input, int value)
4544 {
4545         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4546 }
4547
4548 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4549                 unsigned dim, int value)
4550 {
4551         return (struct isl_basic_set *)
4552                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4553                                         isl_dim_set, dim, value);
4554 }
4555
4556 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4557                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4558 {
4559         int i;
4560
4561         map = isl_map_cow(map);
4562         if (!map)
4563                 return NULL;
4564
4565         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4566         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4567                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4568                 if (!map->p[i])
4569                         goto error;
4570         }
4571         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4572         return map;
4573 error:
4574         isl_map_free(map);
4575         return NULL;
4576 }
4577
4578 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4579                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4580 {
4581         return (struct isl_set *)
4582                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4583 }
4584
4585 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4586                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4587 {
4588         int i;
4589
4590         map = isl_map_cow(map);
4591         if (!map)
4592                 return NULL;
4593
4594         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4595         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4596                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4597                 if (!map->p[i])
4598                         goto error;
4599         }
4600         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4601         return map;
4602 error:
4603         isl_map_free(map);
4604         return NULL;
4605 }
4606
4607 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4608                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4609 {
4610         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4611 }
4612
4613 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4614                 unsigned input, int value)
4615 {
4616         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4617 }
4618
4619 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4620 {
4621         return (struct isl_set *)
4622                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4623 }
4624
4625 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4626                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4627                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4628 {
4629         int j;
4630
4631         if (!bmap)
4632                 return NULL;
4633         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4634         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4635         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4636         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4637         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4638         if (j < 0)
4639                 goto error;
4640         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4641         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4642         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4643         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4644         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4645 error:
4646         isl_basic_map_free(bmap);
4647         return NULL;
4648 }
4649
4650 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4651         unsigned dim, isl_int value)
4652 {
4653         int j;
4654
4655         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4656         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4657         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4658         if (j < 0)
4659                 goto error;
4660         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4661         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4662         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4663         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4664         return isl_basic_set_finalize(bset);
4665 error:
4666         isl_basic_set_free(bset);
4667         return NULL;
4668 }
4669
4670 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4671                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4672 {
4673         int i;
4674
4675         map = isl_map_cow(map);
4676         if (!map)
4677                 return NULL;
4678
4679         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4680         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4681                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4682                                                          type, pos, value);
4683                 if (!map->p[i])
4684                         goto error;
4685         }
4686         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4687         return map;
4688 error:
4689         isl_map_free(map);
4690         return NULL;
4691 }
4692
4693 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4694                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4695 {
4696         return (struct isl_set *)
4697                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4698 }
4699
4700 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4701                                         isl_int value)
4702 {
4703         int i;
4704
4705         set = isl_set_cow(set);
4706         if (!set)
4707                 return NULL;
4708
4709         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4710         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4711                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4712                 if (!set->p[i])
4713                         goto error;
4714         }
4715         return set;
4716 error:
4717         isl_set_free(set);
4718         return NULL;
4719 }
4720
4721 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4722 {
4723         int i;
4724
4725         map = isl_map_cow(map);
4726         if (!map)
4727                 return NULL;
4728
4729         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4730         if (!map->dim)
4731                 goto error;
4732         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4733                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4734                 if (!map->p[i])
4735                         goto error;
4736         }
4737         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4738         return map;
4739 error:
4740         isl_map_free(map);
4741         return NULL;
4742 }
4743
4744 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4745                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4746                 struct isl_set **empty, int max)
4747 {
4748         if (!bmap)
4749                 goto error;
4750         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4751                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4752         else
4753                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4754 error:
4755         isl_basic_map_free(bmap);
4756         isl_basic_set_free(dom);
4757         if (empty)
4758                 *empty = NULL;
4759         return NULL;
4760 }
4761
4762 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4763                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4764                 struct isl_set **empty)
4765 {
4766         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4767 }
4768
4769 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4770                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4771                 struct isl_set **empty)
4772 {
4773         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4774 }
4775
4776 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4777                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4778                 struct isl_set **empty)
4779 {
4780         return (struct isl_set *)
4781                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4782                         dom, empty);
4783 }
4784
4785 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4786                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4787                 struct isl_set **empty)
4788 {
4789         return (struct isl_set *)
4790                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4791                         dom, empty);
4792 }
4793
4794 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
4795  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4796  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4797  *
4798  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4799  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4800  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4801  * domain down into the parametric integer programming.
4802  */
4803 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4804                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4805                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4806 {
4807         int i;
4808         struct isl_map *res;
4809
4810         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4811         if (!dom)
4812                 goto error;
4813
4814         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
4815                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4816                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4817                 isl_set_free(dom);
4818                 isl_basic_map_free(bmap);
4819                 return res;
4820         }
4821
4822         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4823                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4824
4825         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4826                 struct isl_map *res_i;
4827                 struct isl_set *empty_i;
4828
4829                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4830                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4831
4832                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4833                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4834         }
4835
4836         isl_set_free(dom);
4837         isl_basic_map_free(bmap);
4838         return res;
4839 error:
4840         *empty = NULL;
4841         isl_set_free(dom);
4842         isl_basic_map_free(bmap);
4843         return NULL;
4844 }
4845
4846 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
4847  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4848  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4849  *
4850  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4851  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4852  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4853  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4854  * improve both "res" and "todo".
4855  *
4856  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4857  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4858  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
4859  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
4860  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
4861  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
4862  * In particular, the set where there is no solution is the set where
4863  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
4864  * for the ith basic map, i.e.,
4865  *
4866  *      todo^i = todo^k * todo_i
4867  *
4868  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
4869  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
4870  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
4871  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
4872  * the lexicographic order.)
4873  * In practice, we compute
4874  *
4875  *      res^k * (res_i . "<=")
4876  *
4877  * and
4878  *
4879  *      res_i * (res^k . "<")
4880  *
4881  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
4882  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
4883  * that one, i.e.,
4884  *
4885  *      res^k * todo_i
4886  * and
4887  *      res_i * todo^k
4888  *
4889  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
4890  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
4891  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
4892  * We want to avoid such splintering as much as possible.
4893  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
4894  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
4895  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
4896  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
4897  * the previous basic maps.
4898  */
4899 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4900                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4901                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4902 {
4903         int i;
4904         struct isl_map *res;
4905         struct isl_set *todo;
4906
4907         if (!map || !dom)
4908                 goto error;
4909
4910         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
4911                 if (empty)
4912                         *empty = dom;
4913                 else
4914                         isl_set_free(dom);
4915                 return map;
4916         }
4917
4918         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4919                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4920
4921         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4922                 isl_map *lt, *le;
4923                 isl_map *res_i;
4924                 isl_set *todo_i;
4925                 isl_dim *dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(res));
4926
4927                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4928                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
4929
4930                 if (max) {
4931                         lt = isl_map_lex_lt(isl_dim_copy(dim));
4932                         le = isl_map_lex_le(dim);
4933                 } else {
4934                         lt = isl_map_lex_gt(isl_dim_copy(dim));
4935                         le = isl_map_lex_ge(dim);
4936                 }
4937                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4938                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
4939                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
4940                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
4941
4942                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
4943                         res = isl_map_intersect_domain(res,
4944                                                         isl_set_copy(todo_i));
4945                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
4946                                                         isl_set_copy(todo));
4947                 }
4948
4949                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4950                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
4951                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
4952
4953                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
4954         }
4955
4956         isl_set_free(dom);
4957         isl_map_free(map);
4958
4959         if (empty)
4960                 *empty = todo;
4961         else
4962                 isl_set_free(todo);
4963
4964         return res;
4965 error:
4966         if (empty)
4967                 *empty = NULL;
4968         isl_set_free(dom);
4969         isl_map_free(map);
4970         return NULL;
4971 }
4972
4973 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4974                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4975                 __isl_give isl_set **empty)
4976 {
4977         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4978 }
4979
4980 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4981                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4982                 __isl_give isl_set **empty)
4983 {
4984         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4985 }
4986
4987 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4988                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4989                 __isl_give isl_set **empty)
4990 {
4991         return (struct isl_set *)
4992                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4993                         dom, empty);
4994 }
4995
4996 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4997                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4998                 __isl_give isl_set **empty)
4999 {
5000         return (struct isl_set *)
5001                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5002                         dom, empty);
5003 }
5004
5005 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5006 {
5007         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5008         struct isl_dim *dom_dim;
5009
5010         if (!bmap)
5011                 goto error;
5012         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
5013         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5014         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5015 error:
5016         isl_basic_map_free(bmap);
5017         return NULL;
5018 }
5019
5020 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5021 {
5022         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5023 }
5024
5025 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5026 {
5027         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5028 }
5029
5030 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5031 {
5032         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5033 }
5034
5035 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5036 {
5037         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5038 }
5039
5040 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5041 {
5042         struct isl_set *dom = NULL;
5043         struct isl_dim *dom_dim;
5044
5045         if (!map)
5046                 goto error;
5047         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
5048         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5049         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5050 error:
5051         isl_map_free(map);
5052         return NULL;
5053 }
5054
5055 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5056 {
5057         return isl_map_lexopt(map, 0);
5058 }
5059
5060 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5061 {
5062         return isl_map_lexopt(map, 1);
5063 }
5064
5065 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5066 {
5067         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5068 }
5069
5070 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5071 {
5072         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5073 }
5074
5075 /* Construct a map that equates the two given dimensions in the given space.
5076  */
5077 static __isl_give isl_map *equate(__isl_take isl_dim *dim,
5078         enum isl_dim_type src_type, int src_pos,
5079         enum isl_dim_type dst_type, int dst_pos)
5080 {
5081         isl_basic_map *bmap;
5082         int k;
5083
5084         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
5085         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5086         if (k < 0)
5087                 goto error;
5088         isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5089         src_pos += isl_basic_map_offset(bmap, src_type);
5090         dst_pos += isl_basic_map_offset(bmap, dst_type);
5091         isl_int_set_si(bmap->eq[k][src_pos], 1);
5092         isl_int_set_si(bmap->eq[k][dst_pos], -1);
5093
5094         return isl_map_from_basic_map(bmap);
5095 error:
5096         isl_basic_map_free(bmap);
5097         return NULL;
5098 }
5099
5100 /* Extract the first and only affine expression from list
5101  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5102  * This domain is known to be disjoint from other domains
5103  * because of the way isl_basic_set_foreach_lexmax works.
5104  */
5105 static int update_dim_max(__isl_take isl_basic_set *dom,
5106         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5107 {
5108         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5109         isl_aff *aff;
5110         isl_pw_aff **pwaff = user;
5111         isl_pw_aff *pwaff_i;
5112
5113         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5114                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5115                         "expecting single element list", goto error);
5116
5117         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5118         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5119
5120         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5121
5122         isl_aff_list_free(list);
5123
5124         return 0;
5125 error:
5126         isl_basic_set_free(dom);
5127         isl_aff_list_free(list);
5128         return -1;
5129 }
5130
5131 /* Given a one-dimensional basic set, compute the maximum of that
5132  * dimension as an isl_pw_aff.
5133  *
5134  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_set_foreach_lexmax
5135  * call update_dim_max on each leaf of the result.
5136  */
5137 static __isl_give isl_pw_aff *basic_set_dim_max(__isl_keep isl_basic_set *bset)
5138 {
5139         isl_dim *dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
5140         isl_pw_aff *pwaff;
5141         int r;
5142
5143         dim = isl_dim_domain(isl_dim_from_range(dim));
5144         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5145
5146         r = isl_basic_set_foreach_lexmax(bset, &update_dim_max, &pwaff);
5147         if (r < 0)
5148                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5149
5150         return pwaff;
5151 }
5152
5153 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
5154  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5155  *
5156  * We first project the set onto the given dimension and then compute
5157  * the "lexicographic" maximum in each basic set, combining the results
5158  * using isl_pw_aff_max.
5159  */
5160 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
5161 {
5162         int i;
5163         isl_map *map;
5164         isl_pw_aff *pwaff;
5165
5166         map = isl_map_from_domain(set);
5167         map = isl_map_add_dims(map, isl_dim_out, 1);
5168         map = isl_map_intersect(map,
5169                 equate(isl_map_get_dim(map), isl_dim_in, pos,
5170                                              isl_dim_out, 0));
5171         set = isl_map_range(map);
5172         if (!set)
5173                 return NULL;
5174
5175         if (set->n == 0) {
5176                 isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5177                 dim = isl_dim_domain(isl_dim_from_range(dim));
5178                 isl_set_free(set);
5179                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5180         }
5181
5182         pwaff = basic_set_dim_max(set->p[0]);
5183         for (i = 1; i < set->n; ++i) {
5184                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5185
5186                 pwaff_i = basic_set_dim_max(set->p[i]);
5187                 pwaff = isl_pw_aff_max(pwaff, pwaff_i);
5188         }
5189
5190         isl_set_free(set);
5191
5192         return pwaff;
5193 }
5194
5195 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5196  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5197  */
5198 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5199         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5200 {
5201         unsigned nparam;
5202
5203         if (!bset || !mat)
5204                 goto error;
5205
5206         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
5207         if (!bset->dim)
5208                 goto error;
5209
5210         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5211
5212         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5213
5214         bset->dim->nparam = 0;
5215         bset->dim->n_out = nparam;
5216         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5217         if (bset) {
5218                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5219                 bset->dim->n_out = 0;
5220         }
5221         return bset;
5222 error:
5223         isl_mat_free(mat);
5224         isl_basic_set_free(bset);
5225         return NULL;
5226 }
5227
5228 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5229  * set is assumed to have only parameters and divs.
5230  */
5231 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5232         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5233 {
5234         struct isl_dim *dim = NULL;
5235         unsigned nparam;
5236
5237         if (!set || !mat)
5238                 goto error;
5239
5240         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5241         dim = isl_dim_cow(dim);
5242         if (!dim)
5243                 goto error;
5244
5245         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5246
5247         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5248
5249         dim->nparam = 0;
5250         dim->n_out = nparam;
5251         isl_set_reset_dim(set, dim);
5252         set = isl_set_preimage(set, mat);
5253         if (!set)
5254                 goto error2;
5255         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5256         dim = isl_dim_cow(dim);
5257         if (!dim)
5258                 goto error2;
5259         dim->nparam = dim->n_out;
5260         dim->n_out = 0;
5261         isl_set_reset_dim(set, dim);
5262         return set;
5263 error:
5264         isl_dim_free(dim);
5265         isl_mat_free(mat);
5266 error2:
5267         isl_set_free(set);
5268         return NULL;
5269 }
5270
5271 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5272  * equalities in "eq".
5273  */
5274 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5275         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5276 {
5277         int i, k;
5278         unsigned len;
5279
5280         if (!bset || !eq)
5281                 goto error;
5282
5283         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
5284                                         eq->n_row, 0);
5285         if (!bset)
5286                 goto error;
5287
5288         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
5289         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5290                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5291                 if (k < 0)
5292                         goto error;
5293                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5294                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5295         }
5296         isl_mat_free(eq);
5297
5298         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5299         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5300
5301         return bset;
5302 error:
5303         isl_mat_free(eq);
5304         isl_basic_set_free(bset);
5305         return NULL;
5306 }
5307
5308 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5309  * equalities in "eq".
5310  */
5311 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5312         struct isl_mat *eq)
5313 {
5314         int i;
5315
5316         if (!set || !eq)
5317                 goto error;
5318
5319         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5320                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5321                                         isl_mat_copy(eq));
5322                 if (!set->p[i])
5323                         goto error;
5324         }
5325         isl_mat_free(eq);
5326         return set;
5327 error:
5328         isl_mat_free(eq);
5329         isl_set_free(set);
5330         return NULL;
5331 }
5332
5333 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5334  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5335  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5336  * The output has the same parameters, but only
5337  * explicit existentially quantified variables.
5338  *
5339  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5340  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5341  * among the parameters by performing a variable compression on
5342  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5343  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5344  */
5345 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5346 {
5347         int i, j;
5348         struct isl_mat *eq;
5349         struct isl_mat *T, *T2;
5350         struct isl_set *set;
5351         unsigned nparam, n_div;
5352
5353         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5354         if (!bset)
5355                 return NULL;
5356
5357         if (bset->n_eq == 0)
5358                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5359
5360         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5361
5362         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5363         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5364
5365         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5366                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5367                         ++i;
5368         }
5369         if (i == bset->n_eq)
5370                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5371
5372         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5373                 0, 1 + nparam);
5374         eq = isl_mat_cow(eq);
5375         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5376         if (T && T->n_col == 0) {
5377                 isl_mat_free(T);
5378                 isl_mat_free(T2);
5379                 isl_mat_free(eq);
5380                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5381                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5382         }
5383         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5384
5385         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5386         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5387         set = set_append_equalities(set, eq);
5388         return set;
5389 }
5390
5391 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5392  * quantified variables.
5393  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5394  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5395  * no input or output dimensions and the dimension specification
5396  * is reset to that of the input.
5397  */
5398 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5399 {
5400         struct isl_basic_set *bset;
5401         struct isl_set *set;
5402         struct isl_map *map;
5403         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
5404         unsigned         nparam;
5405         unsigned         n_in;
5406         unsigned         n_out;
5407
5408         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5409         if (!bmap)
5410                 return NULL;
5411
5412         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5413         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5414         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5415         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5416         if (!dim)
5417                 goto error;
5418
5419         orig_dim = bmap->dim;
5420         bmap->dim = dim;
5421         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5422
5423         set = parameter_compute_divs(bset);
5424         map = (struct isl_map *)set;
5425         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
5426
5427         return map;
5428 error:
5429         isl_basic_map_free(bmap);
5430         return NULL;
5431 }
5432
5433 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5434 {
5435         int i;
5436         unsigned off;
5437
5438         if (!bmap)
5439                 return -1;
5440
5441         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5442         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5443                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5444                         return 0;
5445                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5446                                 return -1);
5447         }
5448         return 1;
5449 }
5450
5451 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5452 {
5453         int i;
5454
5455         if (!map)
5456                 return -1;
5457
5458         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5459                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
5460                 if (known <= 0)
5461                         return known;
5462         }
5463
5464         return 1;
5465 }
5466
5467 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5468  * expressions for them.  However, this computation may be
5469  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5470  * strictly needed.
5471  */
5472 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5473 {
5474         int known;
5475         struct isl_map *map;
5476
5477         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5478         if (known < 0)
5479                 goto error;
5480         if (known)
5481                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5482
5483         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5484
5485         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5486         if (known < 0)
5487                 goto error;
5488         if (known)
5489                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5490
5491         map = compute_divs(bmap);
5492         return map;
5493 error:
5494         isl_basic_map_free(bmap);
5495         return NULL;
5496 }
5497
5498 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5499 {
5500         int i;
5501         int known;
5502         struct isl_map *res;
5503
5504         if (!map)
5505                 return NULL;
5506         if (map->n == 0)
5507                 return map;
5508
5509         known = map_divs_known(map);
5510         if (known < 0) {
5511                 isl_map_free(map);
5512                 return NULL;
5513         }
5514         if (known)
5515                 return map;
5516
5517         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5518         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5519                 struct isl_map *r2;
5520                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5521                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5522                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5523                 else
5524                         res = isl_map_union(res, r2);
5525         }
5526         isl_map_free(map);
5527
5528         return res;
5529 }
5530
5531 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5532 {
5533         return (struct isl_set *)
5534                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5535 }
5536
5537 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5538 {
5539         return (struct isl_set *)
5540                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5541 }
5542
5543 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5544 {
5545         int i;
5546         struct isl_set *set;
5547
5548         if (!map)
5549                 goto error;
5550
5551         map = isl_map_cow(map);
5552         if (!map)
5553                 return NULL;
5554
5555         set = (struct isl_set *)map;
5556         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
5557         if (!set->dim)
5558                 goto error;
5559         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5560                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5561                 if (!set->p[i])
5562                         goto error;
5563         }
5564         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5565         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5566         return set;
5567 error:
5568         isl_map_free(map);
5569         return NULL;
5570 }
5571
5572 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
5573                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5574 {
5575         int i;
5576         unsigned flags = 0;
5577         struct isl_map *map = NULL;
5578
5579         if (!map1 || !map2)
5580                 goto error;
5581
5582         if (map1->n == 0) {
5583                 isl_map_free(map1);
5584                 return map2;
5585         }
5586         if (map2->n == 0) {
5587                 isl_map_free(map2);
5588                 return map1;
5589         }
5590
5591         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
5592
5593         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5594             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5595                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5596
5597         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
5598                                 map1->n + map2->n, flags);
5599         if (!map)
5600                 goto error;
5601         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
5602                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5603                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
5604                 if (!map)
5605                         goto error;
5606         }
5607         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
5608                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5609                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
5610                 if (!map)
5611                         goto error;
5612         }
5613         isl_map_free(map1);
5614         isl_map_free(map2);
5615         return map;
5616 error:
5617         isl_map_free(map);
5618         isl_map_free(map1);
5619         isl_map_free(map2);
5620         return NULL;
5621 }
5622
5623 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5624 {
5625         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
5626         if (!map1)
5627                 return NULL;
5628         if (map1->n > 1)
5629                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
5630         return map1;
5631 }
5632
5633 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
5634                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5635 {
5636         return (struct isl_set *)
5637                 isl_map_union_disjoint(
5638                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5639 }
5640
5641 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5642 {
5643         return (struct isl_set *)
5644                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5645 }
5646
5647 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
5648                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5649 {
5650         unsigned flags = 0;
5651         struct isl_map *result;
5652         int i, j;
5653
5654         if (!map || !set)
5655                 goto error;
5656
5657         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
5658                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5659                         "parameters don't match", goto error);
5660
5661         if (isl_dim_size(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
5662             !isl_map_compatible_range(map, set))
5663                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5664                         "incompatible spaces", goto error);
5665
5666         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
5667                 isl_set_free(set);
5668                 return map;
5669         }
5670
5671         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5672             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
5673                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5674
5675         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
5676                                         map->n * set->n, flags);
5677         if (!result)
5678                 goto error;
5679         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5680                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
5681                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5682                             isl_basic_map_intersect_range(
5683                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5684                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
5685                         if (!result)
5686                                 goto error;
5687                 }
5688         isl_map_free(map);
5689         isl_set_free(set);
5690         return result;
5691 error:
5692         isl_map_free(map);
5693         isl_set_free(set);
5694         return NULL;
5695 }
5696
5697 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
5698                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5699 {
5700         return isl_map_reverse(
5701                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
5702 }
5703
5704 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
5705                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5706 {
5707         if (!map1 || !map2)
5708                 goto error;
5709         map1 = isl_map_reverse(map1);
5710         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
5711         return isl_map_reverse(map1);
5712 error:
5713         isl_map_free(map1);
5714         isl_map_free(map2);
5715         return NULL;
5716 }
5717
5718 struct isl_map *isl_map_apply_range(
5719                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5720 {
5721         struct isl_dim *dim_result;
5722         struct isl_map *result;
5723         int i, j;
5724
5725         if (!map1 || !map2)
5726                 goto error;
5727
5728         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
5729                                   isl_dim_copy(map2->dim));
5730
5731         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
5732         if (!result)
5733                 goto error;
5734         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5735                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5736                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5737                             isl_basic_map_apply_range(
5738                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5739                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
5740                         if (!result)
5741                                 goto error;
5742                 }
5743         isl_map_free(map1);
5744         isl_map_free(map2);
5745         if (result && result->n <= 1)
5746                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
5747         return result;
5748 error:
5749         isl_map_free(map1);
5750         isl_map_free(map2);
5751         return NULL;
5752 }
5753
5754 /*
5755  * returns range - domain
5756  */
5757 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
5758 {
5759         isl_dim *dims, *target_dim;
5760         struct isl_basic_set *bset;
5761         unsigned dim;
5762         unsigned nparam;
5763         int i;
5764
5765         if (!bmap)
5766                 goto error;
5767         isl_assert(bmap->ctx, isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
5768                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
5769                    goto error);
5770         target_dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
5771         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
5772         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
5773         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
5774         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5775         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
5776         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
5777         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
5778         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
5779         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5780                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
5781                                             (struct isl_basic_map *)bset);
5782                 if (j < 0)
5783                         goto error;
5784                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5785                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
5786                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
5787                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
5788         }
5789         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
5790         bset = isl_basic_set_reset_dim(bset, target_dim);
5791         return bset;
5792 error:
5793         isl_basic_map_free(bmap);
5794         return NULL;
5795 }
5796
5797 /*
5798  * returns range - domain
5799  */
5800 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
5801 {
5802         int i;
5803         isl_dim *dim;
5804         struct isl_set *result;
5805
5806         if (!map)
5807                 return NULL;
5808
5809         isl_assert(map->ctx, isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
5810                                                  map->dim, isl_dim_out),
5811                    goto error);
5812         dim = isl_map_get_dim(map);
5813         dim = isl_dim_domain(dim);
5814         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, 0);
5815         if (!result)
5816                 goto error;
5817         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5818                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5819                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5820         isl_map_free(map);
5821         return result;
5822 error:
5823         isl_map_free(map);
5824         return NULL;
5825 }
5826
5827 /*
5828  * returns [domain -> range] -> range - domain
5829  */
5830 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
5831         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5832 {
5833         int i, k;
5834         isl_dim *dim;
5835         isl_basic_map *domain;
5836         int nparam, n;
5837         unsigned total;
5838
5839         if (!isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
5840                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5841                         "domain and range don't match", goto error);
5842
5843         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5844         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5845
5846         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
5847         domain = isl_basic_map_universe(dim);
5848
5849         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
5850         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
5851         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
5852
5853         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5854
5855         for (i = 0; i < n; ++i) {
5856                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5857                 if (k < 0)
5858                         goto error;
5859                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
5860                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
5861                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
5862                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
5863         }
5864
5865         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
5866         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5867 error:
5868         isl_basic_map_free(bmap);
5869         return NULL;
5870 }
5871
5872 /*
5873  * returns [domain -> range] -> range - domain
5874  */
5875 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
5876 {
5877         int i;
5878         isl_dim *domain_dim;
5879
5880         if (!map)
5881                 return NULL;
5882
5883         if (!isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
5884                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5885                         "domain and range don't match", goto error);
5886
5887         map = isl_map_cow(map);
5888         if (!map)
5889                 return NULL;
5890
5891         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
5892         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
5893         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
5894         if (!map->dim)
5895                 goto error;
5896         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5897                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
5898                 if (!map->p[i])
5899                         goto error;
5900         }
5901         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5902         return map;
5903 error:
5904         isl_map_free(map);
5905         return NULL;
5906 }
5907
5908 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
5909 {
5910         struct isl_basic_map *bmap;
5911         unsigned nparam;
5912         unsigned dim;
5913         int i;
5914
5915         if (!dims)
5916                 return NULL;
5917
5918         nparam = dims->nparam;
5919         dim = dims->n_out;
5920         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
5921         if (!bmap)
5922                 goto error;
5923
5924         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5925                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5926                 if (j < 0)
5927                         goto error;
5928                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5929                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5930                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5931         }
5932         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5933 error:
5934         isl_basic_map_free(bmap);
5935         return NULL;
5936 }
5937
5938 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5939 {
5940         if (!dim)
5941                 return NULL;
5942         if (dim->n_in != dim->n_out)
5943                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
5944                         "number of input and output dimensions needs to be "
5945                         "the same", goto error);
5946         return basic_map_identity(dim);
5947 error:
5948         isl_dim_free(dim);
5949         return NULL;
5950 }
5951
5952 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5953 {
5954         if (!model || !model->dim)
5955                 return NULL;
5956         return isl_basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5957 }
5958
5959 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5960 {
5961         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
5962 }
5963
5964 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5965 {
5966         if (!model || !model->dim)
5967                 return NULL;
5968         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5969 }
5970
5971 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5972 {
5973         if (!model || !model->dim)
5974                 return NULL;
5975         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5976 }
5977
5978 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
5979 {
5980         isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5981         isl_map *id;
5982         id = isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
5983         return isl_map_intersect_range(id, set);
5984 }
5985
5986 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5987  * values.
5988  */
5989 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5990 {
5991         int i;
5992         unsigned nparam;
5993         unsigned dim;
5994         struct isl_basic_set *bset;
5995
5996         if (!dims)
5997                 return NULL;
5998         nparam = dims->nparam;
5999         dim = dims->n_out;
6000         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
6001         if (!bset)
6002                 return NULL;
6003         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6004                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6005                 if (k < 0)
6006                         goto error;
6007                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6008                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6009         }
6010         return bset;
6011 error:
6012         isl_basic_set_free(bset);
6013         return NULL;
6014 }
6015
6016 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6017  */
6018 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim,
6019         int pos)
6020 {
6021         int k;
6022         isl_basic_set *nonneg;
6023
6024         nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
6025         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6026         if (k < 0)
6027                 goto error;
6028         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6029         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6030
6031         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6032 error:
6033         isl_basic_set_free(nonneg);
6034         return NULL;
6035 }
6036
6037 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6038  */
6039 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim, int pos)
6040 {
6041         int k;
6042         isl_basic_set *neg;
6043
6044         neg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
6045         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6046         if (k < 0)
6047                 goto error;
6048         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6049         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6050         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6051
6052         return isl_basic_set_finalize(neg);
6053 error:
6054         isl_basic_set_free(neg);
6055         return NULL;
6056 }
6057
6058 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6059         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6060 {
6061         int i;
6062         isl_basic_set *nonneg;
6063         isl_basic_set *neg;
6064
6065         if (!set)
6066                 return NULL;
6067         if (n == 0)
6068                 return set;
6069
6070         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6071
6072         for (i = 0; i < n; ++i) {
6073                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6074                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6075                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6076                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6077
6078                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6079         }
6080
6081         return set;
6082 error:
6083         isl_set_free(set);
6084         return NULL;
6085 }
6086
6087 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6088         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6089         void *user)
6090 {
6091         isl_set *half;
6092
6093         if (!set)
6094                 return -1;
6095         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6096                 isl_set_free(set);
6097                 return 0;
6098         }
6099         if (first == len)
6100                 return fn(set, signs, user);
6101
6102         signs[first] = 1;
6103         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6104                                                         1 + first));
6105         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6106         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6107                 goto error;
6108
6109         signs[first] = -1;
6110         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6111                                                         1 + first));
6112         half = isl_set_intersect(half, set);
6113         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6114 error:
6115         isl_set_free(set);
6116         return -1;
6117 }
6118
6119 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6120  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6121  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6122  * to the sign of the corresponding variable.
6123  */
6124 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6125         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6126         void *user)
6127 {
6128         unsigned nparam;
6129         unsigned nvar;
6130         int *signs;
6131         int r;
6132
6133         if (!set)
6134                 return -1;
6135         if (isl_set_plain_is_empty(set))
6136                 return 0;
6137
6138         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6139         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
6140
6141         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
6142
6143         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
6144                             fn, user);
6145
6146         free(signs);
6147
6148         return r;
6149 }
6150
6151 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6152 {
6153         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6154 }
6155
6156 int isl_basic_map_is_subset(
6157                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6158 {
6159         int is_subset;
6160         struct isl_map *map1;
6161         struct isl_map *map2;
6162
6163         if (!bmap1 || !bmap2)
6164                 return -1;
6165
6166         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6167         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6168
6169         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6170
6171         isl_map_free(map1);
6172         isl_map_free(map2);
6173
6174         return is_subset;
6175 }
6176
6177 int isl_basic_map_is_equal(
6178                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6179 {
6180         int is_subset;
6181
6182         if (!bmap1 || !bmap2)
6183                 return -1;
6184         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6185         if (is_subset != 1)
6186                 return is_subset;
6187         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6188         return is_subset;
6189 }
6190
6191 int isl_basic_set_is_equal(
6192                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6193 {
6194         return isl_basic_map_is_equal(
6195                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6196 }
6197
6198 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6199 {
6200         int i;
6201         int is_empty;
6202
6203         if (!map)
6204                 return -1;
6205         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6206                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6207                 if (is_empty < 0)
6208                         return -1;
6209                 if (!is_empty)
6210                         return 0;
6211         }
6212         return 1;
6213 }
6214
6215 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6216 {
6217         return map ? map->n == 0 : -1;
6218 }
6219
6220 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6221 {
6222         return isl_map_plain_is_empty(map);
6223 }
6224
6225 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6226 {
6227         return set ? set->n == 0 : -1;
6228 }
6229
6230 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6231 {
6232         return isl_set_plain_is_empty(set);
6233 }
6234
6235 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6236 {
6237         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6238 }
6239
6240 int isl_map_has_equal_dim(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6241 {
6242         if (!map1 || !map2)
6243                 return -1;
6244
6245         return isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim);
6246 }
6247
6248 int isl_set_has_equal_dim(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6249 {
6250         if (!set1 || !set2)
6251                 return -1;
6252
6253         return isl_dim_equal(set1->dim, set2->dim);
6254 }
6255
6256 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6257 {
6258         int is_subset;
6259
6260         if (!map1 || !map2)
6261                 return -1;
6262         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6263         if (is_subset != 1)
6264                 return is_subset;
6265         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6266         return is_subset;
6267 }
6268
6269 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6270                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6271 {
6272         int is_subset;
6273
6274         if (!bmap1 || !bmap2)
6275                 return -1;
6276         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6277         if (is_subset != 1)
6278                 return is_subset;
6279         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6280         if (is_subset == -1)
6281                 return is_subset;
6282         return !is_subset;
6283 }
6284
6285 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6286 {
6287         int is_subset;
6288
6289         if (!map1 || !map2)
6290                 return -1;
6291         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6292         if (is_subset != 1)
6293                 return is_subset;
6294         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6295         if (is_subset == -1)
6296                 return is_subset;
6297         return !is_subset;
6298 }
6299
6300 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6301 {
6302         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6303 }
6304
6305 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6306 {
6307         if (!bmap)
6308                 return -1;
6309         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6310 }
6311
6312 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6313 {
6314         if (!bset)
6315                 return -1;
6316         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6317 }
6318
6319 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6320 {
6321         int i;
6322
6323         if (!map)
6324                 return -1;
6325
6326         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6327                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6328                 if (r < 0 || r)
6329                         return r;
6330         }
6331
6332         return 0;
6333 }
6334
6335 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6336 {
6337         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6338 }
6339
6340 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6341 {
6342         return isl_set_plain_is_universe(set);
6343 }
6344
6345 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6346 {
6347         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6348         struct isl_vec *sample = NULL;
6349         int empty;
6350         unsigned total;
6351
6352         if (!bmap)
6353                 return -1;
6354
6355         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6356                 return 1;
6357
6358         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6359                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6360                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6361                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6362                 isl_basic_map_free(copy);
6363                 return empty;
6364         }
6365
6366         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6367         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6368                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6369                 if (contains < 0)
6370                         return -1;
6371                 if (contains)
6372                         return 0;
6373         }
6374         isl_vec_free(bmap->sample);
6375         bmap->sample = NULL;
6376         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6377         if (!bset)
6378                 return -1;
6379         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6380         if (!sample)
6381                 return -1;
6382         empty = sample->size == 0;
6383         isl_vec_free(bmap->sample);
6384         bmap->sample = sample;
6385         if (empty)
6386                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6387
6388         return empty;
6389 }
6390
6391 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6392 {
6393         if (!bmap)
6394                 return -1;
6395         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6396 }
6397
6398 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6399 {
6400         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6401 }
6402
6403 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6404 {
6405         if (!bset)
6406                 return -1;
6407         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6408 }
6409
6410 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6411 {
6412         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6413 }
6414
6415 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6416 {
6417         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6418 }
6419
6420 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6421         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6422 {
6423         struct isl_map *map;
6424         if (!bmap1 || !bmap2)
6425                 return NULL;
6426
6427         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6428
6429         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6430         if (!map)
6431                 goto error;
6432         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6433         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6434         return map;
6435 error:
6436         isl_basic_map_free(bmap1);
6437         isl_basic_map_free(bmap2);
6438         return NULL;
6439 }
6440
6441 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6442                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6443 {
6444         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6445                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6446                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6447 }
6448
6449 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6450 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6451 {
6452         int i;
6453         unsigned off;
6454
6455         if (!bmap)
6456                 return NULL;
6457
6458         off = isl_dim_total(bmap->dim);
6459
6460         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6461                 int pos;
6462                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6463                         continue;
6464                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6465                                                             bmap->n_div-i);
6466                 if (pos == -1)
6467                         continue;
6468                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6469                 --i;
6470         }
6471         return bmap;
6472 }
6473
6474 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6475 {
6476         return (struct isl_basic_set *)
6477                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6478 }
6479
6480 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6481 {
6482         int i;
6483
6484         if (!map)
6485                 return 0;
6486
6487         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6488                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6489                 if (!map->p[i])
6490                         goto error;
6491         }
6492
6493         return map;
6494 error:
6495         isl_map_free(map);
6496         return NULL;
6497 }
6498
6499 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
6500  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
6501  * list of divs is given by "div".
6502  */
6503 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
6504         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
6505 {
6506         int i, j;
6507         int n_div;
6508
6509         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6510         if (!bset || !div)
6511                 goto error;
6512
6513         if (div->n_row < bset->n_div)
6514                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
6515                         "not an expansion", goto error);
6516
6517         bset = isl_basic_map_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim),
6518                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
6519                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
6520
6521         n_div = bset->n_div;
6522         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
6523                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
6524                         goto error;
6525
6526         j = n_div - 1;
6527         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
6528                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
6529                         if (i != j)
6530                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
6531                         j--;
6532                 } else {
6533                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
6534                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
6535                                 goto error;
6536                 }
6537         }
6538
6539         isl_mat_free(div);
6540         return bset;
6541 error:
6542         isl_basic_set_free(bset);
6543         isl_mat_free(div);
6544         return NULL;
6545 }
6546
6547 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
6548  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
6549  *
6550  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
6551  * of the corresponding div in dst otherwise.
6552  */
6553 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
6554                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
6555 {
6556         int i;
6557
6558         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6559
6560         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
6561         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
6562                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
6563                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
6564                                                 dst->n_div - div) == -1)
6565                         return i;
6566         return -1;
6567 }
6568
6569 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
6570                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
6571 {
6572         int i;
6573         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6574
6575         if (!dst || !src)
6576                 goto error;
6577
6578         if (src->n_div == 0)
6579                 return dst;
6580
6581         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
6582                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
6583
6584         src = isl_basic_map_order_divs(src);
6585         dst = isl_basic_map_cow(dst);
6586         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
6587                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
6588         if (!dst)
6589                 return NULL;
6590         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
6591                 int j = find_div(dst, src, i);
6592                 if (j < 0) {
6593                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
6594                         if (j < 0)
6595                                 goto error;
6596                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
6597                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
6598                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
6599                                 goto error;
6600                 }
6601                 if (j != i)
6602                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
6603         }
6604         return dst;
6605 error:
6606         isl_basic_map_free(dst);
6607         return NULL;
6608 }
6609
6610 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
6611                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
6612 {
6613         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
6614                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
6615 }
6616
6617 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
6618 {
6619         int i;
6620
6621         if (!map)
6622                 return NULL;
6623         if (map->n == 0)
6624                 return map;
6625         map = isl_map_compute_divs(map);
6626         map = isl_map_cow(map);
6627         if (!map)
6628                 return NULL;
6629
6630         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6631                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
6632         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6633                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
6634
6635         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6636         return map;
6637 }
6638
6639 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
6640 {
6641         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
6642 }
6643
6644 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
6645 {
6646         if (!set || !map)
6647                 goto error;
6648         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
6649         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
6650         set = isl_map_range(map);
6651         return set;
6652 error:
6653         isl_set_free(set);
6654         isl_map_free(map);
6655         return NULL;
6656 }
6657
6658 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
6659  * the meaning of the set.
6660  */
6661 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
6662 {
6663         int i;
6664
6665         if (!map)
6666                 return NULL;
6667
6668         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6669                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6670                         continue;
6671                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6672                 if (i != map->n-1) {
6673                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6674                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6675                 }
6676                 map->n--;
6677         }
6678
6679         return map;
6680 }
6681
6682 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
6683 {
6684         return (struct isl_set *)
6685                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
6686 }
6687
6688 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
6689 {
6690         struct isl_basic_map *bmap;
6691         if (!map || map->n == 0)
6692                 return NULL;
6693         bmap = map->p[map->n-1];
6694         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
6695         return isl_basic_map_copy(bmap);
6696 }
6697
6698 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
6699 {
6700         return (struct isl_basic_set *)
6701                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
6702 }
6703
6704 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
6705                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
6706 {
6707         int i;
6708
6709         if (!map || !bmap)
6710                 goto error;
6711         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6712                 if (map->p[i] != bmap)
6713                         continue;
6714                 map = isl_map_cow(map);
6715                 if (!map)
6716                         goto error;
6717                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6718                 if (i != map->n-1) {
6719                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
6720                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6721                 }
6722                 map->n--;
6723                 return map;
6724         }
6725         return map;
6726 error:
6727         isl_map_free(map);
6728         return NULL;
6729 }
6730
6731 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
6732                                                 struct isl_basic_set *bset)
6733 {
6734         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
6735                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6736 }
6737
6738 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
6739  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
6740  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
6741  */
6742 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
6743         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
6744         int pos, isl_int *opt)
6745 {
6746         struct isl_dim *dims;
6747         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
6748         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
6749         struct isl_ctx *ctx;
6750         struct isl_vec *obj;
6751         unsigned total;
6752         unsigned nparam;
6753         unsigned dim1, dim2;
6754         enum isl_lp_result res;
6755
6756         if (!bset1 || !bset2)
6757                 return isl_lp_error;
6758
6759         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
6760         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
6761         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
6762         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
6763         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
6764         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
6765         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
6766         if (!bmap1 || !bmap2)
6767                 goto error;
6768         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
6769         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
6770                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
6771                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
6772         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
6773         if (!bmap1)
6774                 goto error;
6775         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6776         ctx = bmap1->ctx;
6777         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
6778         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
6779         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
6780         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
6781         if (!obj)
6782                 goto error;
6783         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
6784                                         opt, NULL, NULL);
6785         isl_basic_map_free(bmap1);
6786         isl_vec_free(obj);
6787         return res;
6788 error:
6789         isl_basic_map_free(bmap1);
6790         isl_basic_map_free(bmap2);
6791         return isl_lp_error;
6792 }
6793
6794 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
6795  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6796  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
6797  * smaller or larger than those in bset2.
6798  *
6799  * Returns
6800  *       1 if bset1 follows bset2
6801  *      -1 if bset1 precedes bset2
6802  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
6803  *      -2 if some error occurred.
6804  */
6805 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
6806         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
6807 {
6808         isl_int opt;
6809         enum isl_lp_result res;
6810         int cmp;
6811
6812         isl_int_init(opt);
6813
6814         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6815
6816         if (res == isl_lp_empty)
6817                 cmp = 0;
6818         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6819                   res == isl_lp_unbounded)
6820                 cmp = 1;
6821         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6822                 cmp = -1;
6823         else
6824                 cmp = -2;
6825
6826         isl_int_clear(opt);
6827         return cmp;
6828 }
6829
6830 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
6831  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6832  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
6833  * than a value of the same dimension in bset2.
6834  *
6835  * Return
6836  *       1 if there exists such a pair
6837  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6838  *      -1 otherwise
6839  *      -2 if some error occurred.
6840  */
6841 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6842         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
6843 {
6844         isl_int opt;
6845         enum isl_lp_result res;
6846         int cmp;
6847
6848         isl_int_init(opt);
6849
6850         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6851
6852         if (res == isl_lp_empty)
6853                 cmp = -1;
6854         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6855                   res == isl_lp_unbounded)
6856                 cmp = 1;
6857         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6858                 cmp = -1;
6859         else if (res == isl_lp_ok)
6860                 cmp = 0;
6861         else
6862                 cmp = -2;
6863
6864         isl_int_clear(opt);
6865         return cmp;
6866 }
6867
6868 /* Given two sets set1 and set2, check whether
6869  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6870  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
6871  * than a value of the same dimension in set2.
6872  *
6873  * Return
6874  *       1 if there exists such a pair
6875  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6876  *      -1 otherwise
6877  *      -2 if some error occurred.
6878  */
6879 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
6880         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
6881 {
6882         int i, j;
6883         int follows = -1;
6884
6885         if (!set1 || !set2)
6886                 return -2;
6887
6888         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
6889                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
6890                         int f;
6891                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
6892                         if (f == 1 || f == -2)
6893                                 return f;
6894                         if (f > follows)
6895                                 follows = f;
6896                 }
6897
6898         return follows;
6899 }
6900
6901 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6902         unsigned pos, isl_int *val)
6903 {
6904         int i;
6905         int d;
6906         unsigned total;
6907
6908         if (!bmap)
6909                 return -1;
6910         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6911         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
6912                 for (; d+1 > pos; --d)
6913                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
6914                                 break;
6915                 if (d != pos)
6916                         continue;
6917                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
6918                         return 0;
6919                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
6920                         return 0;
6921                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
6922                         return 0;
6923                 if (val)
6924                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
6925                 return 1;
6926         }
6927         return 0;
6928 }
6929
6930 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
6931         unsigned pos, isl_int *val)
6932 {
6933         int i;
6934         isl_int v;
6935         isl_int tmp;
6936         int fixed;
6937
6938         if (!map)
6939                 return -1;
6940         if (map->n == 0)
6941                 return 0;
6942         if (map->n == 1)
6943                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
6944         isl_int_init(v);
6945         isl_int_init(tmp);
6946         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
6947         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
6948                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
6949                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6950                         fixed = 0;
6951         }
6952         if (val)
6953                 isl_int_set(*val, v);
6954         isl_int_clear(tmp);
6955         isl_int_clear(v);
6956         return fixed;
6957 }
6958
6959 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6960         unsigned pos, isl_int *val)
6961 {
6962         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
6963                                                 pos, val);
6964 }
6965
6966 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
6967         isl_int *val)
6968 {
6969         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
6970 }
6971
6972 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6973         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6974 {
6975         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
6976                 return -1;
6977         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
6978                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
6979 }
6980
6981 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6982         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6983 {
6984         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
6985                 return -1;
6986         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
6987                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
6988 }
6989
6990 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6991         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6992 {
6993         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
6994 }
6995
6996 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6997  * then return this fixed value in *val.
6998  */
6999 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7000         unsigned dim, isl_int *val)
7001 {
7002         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7003                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7004 }
7005
7006 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7007  * then return this fixed value in *val.
7008  */
7009 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7010         unsigned dim, isl_int *val)
7011 {
7012         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7013 }
7014
7015 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7016         unsigned dim, isl_int *val)
7017 {
7018         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7019 }
7020
7021 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7022  * then return this fixed value in *val.
7023  */
7024 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7025         unsigned in, isl_int *val)
7026 {
7027         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7028 }
7029
7030 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7031  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7032  */
7033 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7034         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7035 {
7036         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7037         isl_int *c;
7038         unsigned total;
7039         unsigned nparam;
7040
7041         if (!bset)
7042                 return -1;
7043         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7044         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7045         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7046                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7047                         continue;
7048                 if (i_eq != -1)
7049                         return 0;
7050                 i_eq = i;
7051         }
7052         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7053                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7054                         continue;
7055                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7056                         return 0;
7057                 i_ineq = i;
7058         }
7059         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7060                 return 0;
7061         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7062         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7063         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7064                 return 0;
7065         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7066                 return 0;
7067         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7068                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7069                 return 0;
7070         if (val)
7071                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7072         return 1;
7073 }
7074
7075 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7076         unsigned dim, isl_int *val)
7077 {
7078         int i;
7079         isl_int v;
7080         isl_int tmp;
7081         int fixed;
7082
7083         if (!set)
7084                 return -1;
7085         if (set->n == 0)
7086                 return 0;
7087         if (set->n == 1)
7088                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7089                                                                 dim, val);
7090         isl_int_init(v);
7091         isl_int_init(tmp);
7092         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7093                                                                 dim, &v);
7094         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7095                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7096                                                                 dim, &tmp);
7097                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7098                         fixed = 0;
7099         }
7100         if (val)
7101                 isl_int_set(*val, v);
7102         isl_int_clear(tmp);
7103         isl_int_clear(v);
7104         return fixed;
7105 }
7106
7107 struct constraint {
7108         unsigned        size;
7109         isl_int         *c;
7110 };
7111
7112 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
7113  * variables sorting first.
7114  */
7115 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
7116 {
7117         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
7118         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
7119         int l1, l2;
7120         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
7121
7122         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
7123         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
7124
7125         if (l1 != l2)
7126                 return l1 - l2;
7127
7128         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
7129 }
7130
7131 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
7132         struct isl_basic_map *bmap)
7133 {
7134         int i;
7135         struct constraint *c;
7136         unsigned total;
7137
7138         if (!bmap)
7139                 return NULL;
7140         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7141         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
7142         if (!c)
7143                 goto error;
7144         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7145                 c[i].size = total;
7146                 c[i].c = bmap->ineq[i];
7147         }
7148         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7149         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7150                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7151         free(c);
7152         return bmap;
7153 error:
7154         isl_basic_map_free(bmap);
7155         return NULL;
7156 }
7157
7158 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7159         __isl_take isl_basic_set *bset)
7160 {
7161         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7162                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7163 }
7164
7165 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7166 {
7167         if (!bmap)
7168                 return NULL;
7169         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7170                 return bmap;
7171         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7172         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7173         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7174         return bmap;
7175 }
7176
7177 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7178 {
7179         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7180                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7181 }
7182
7183 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7184         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7185 {
7186         int i, cmp;
7187         unsigned total;
7188
7189         if (bmap1 == bmap2)
7190                 return 0;
7191         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7192             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7193                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7194         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7195                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7196         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7197                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7198         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7199                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7200         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7201             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7202                 return 0;
7203         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7204                 return 1;
7205         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7206                 return -1;
7207         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7208                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7209         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7210                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7211         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7212                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7213         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7214         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7215                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7216                 if (cmp)
7217                         return cmp;
7218         }
7219         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7220                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7221                 if (cmp)
7222                         return cmp;
7223         }
7224         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7225                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7226                 if (cmp)
7227                         return cmp;
7228         }
7229         return 0;
7230 }
7231
7232 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7233         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7234 {
7235         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7236 }
7237
7238 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7239         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7240 {
7241         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7242                                             (isl_basic_map *)bset2);
7243 }
7244
7245 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7246 {
7247         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7248         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7249
7250         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7251 }
7252
7253 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7254  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7255  * meaning of any possible other copies of map.
7256  */
7257 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7258 {
7259         int i, j;
7260         struct isl_basic_map *bmap;
7261
7262         if (!map)
7263                 return NULL;
7264         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7265                 return map;
7266         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7267                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7268                 if (!bmap)
7269                         goto error;
7270                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7271                 map->p[i] = bmap;
7272         }
7273         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7274         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7275         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7276         if (!map)
7277                 return NULL;
7278         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7279                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7280                         continue;
7281                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7282                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7283                         map->p[j-1] = map->p[j];
7284                 map->n--;
7285         }
7286         return map;
7287 error:
7288         isl_map_free(map);
7289         return NULL;
7290
7291 }
7292
7293 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7294 {
7295         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7296 }
7297
7298 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7299 {
7300         int i;
7301         int equal;
7302
7303         if (!map1 || !map2)
7304                 return -1;
7305
7306         if (map1 == map2)
7307                 return 1;
7308         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
7309                 return 0;
7310
7311         map1 = isl_map_copy(map1);
7312         map2 = isl_map_copy(map2);
7313         map1 = isl_map_normalize(map1);
7314         map2 = isl_map_normalize(map2);
7315         if (!map1 || !map2)
7316                 goto error;
7317         equal = map1->n == map2->n;
7318         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7319                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7320                 if (equal < 0)
7321                         goto error;
7322         }
7323         isl_map_free(map1);
7324         isl_map_free(map2);
7325         return equal;
7326 error:
7327         isl_map_free(map1);
7328         isl_map_free(map2);
7329         return -1;
7330 }
7331
7332 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7333 {
7334         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7335 }
7336
7337 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7338 {
7339         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7340                                                 (struct isl_map *)set2);
7341 }
7342
7343 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7344 {
7345         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7346 }
7347
7348 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7349  */
7350 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7351         isl_int min, isl_int max)
7352 {
7353         int k;
7354         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7355
7356         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7357         if (!bset)
7358                 goto error;
7359
7360         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7361         if (k < 0)
7362                 goto error;
7363         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7364         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7365
7366         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7367         if (k < 0)
7368                 goto error;
7369         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7370         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7371
7372         return bset;
7373 error:
7374         isl_basic_set_free(bset);
7375         return NULL;
7376 }
7377
7378 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7379  */
7380 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7381         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7382 {
7383         int i;
7384         unsigned dim;
7385         unsigned nparam;
7386         unsigned extra;
7387         unsigned n_eq;
7388         unsigned n_ineq;
7389         struct isl_basic_set *product = NULL;
7390
7391         if (!list)
7392                 goto error;
7393         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7394         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7395         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7396         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7397         extra = list->p[0]->n_div;
7398         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7399         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7400         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7401                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7402                 isl_assert(list->ctx,
7403                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7404                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7405                 extra += list->p[i]->n_div;
7406                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7407                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7408         }
7409         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7410                                         n_eq, n_ineq);
7411         if (!product)
7412                 goto error;
7413         dim = 0;
7414         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7415                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7416                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7417                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7418         }
7419         isl_basic_set_list_free(list);
7420         return product;
7421 error:
7422         isl_basic_set_free(product);
7423         isl_basic_set_list_free(list);
7424         return NULL;
7425 }
7426
7427 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7428                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7429 {
7430         struct isl_dim *dim_result = NULL;
7431         struct isl_basic_map *bmap;
7432         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7433         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7434
7435         if (!bmap1 || !bmap2)
7436                 goto error;
7437
7438         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7439                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7440         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7441                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
7442
7443         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7444         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7445         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7446         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7447         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7448
7449         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7450         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7451         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7452         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7453         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7454         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7455         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7456         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7457         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7458         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7459         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7460
7461         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7462                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7463                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7464                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7465         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7466         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7467         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7468         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7469 error:
7470         isl_basic_map_free(bmap1);
7471         isl_basic_map_free(bmap2);
7472         return NULL;
7473 }
7474
7475 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7476         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7477 {
7478         isl_basic_map *prod;
7479
7480         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7481         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7482         return prod;
7483 }
7484
7485 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7486         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7487 {
7488         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
7489 }
7490
7491 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
7492         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7493 {
7494         isl_dim *dim_result = NULL;
7495         isl_basic_map *bmap;
7496         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
7497         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7498
7499         if (!bmap1 || !bmap2)
7500                 goto error;
7501
7502         dim_result = isl_dim_range_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7503                                            isl_dim_copy(bmap2->dim));
7504
7505         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7506         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7507         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7508         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7509
7510         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7511         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7512         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7513         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7514         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7515         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7516         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
7517         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
7518         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7519         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7520         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7521
7522         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7523                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7524                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7525                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7526         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7527         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7528         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7529         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7530 error:
7531         isl_basic_map_free(bmap1);
7532         isl_basic_map_free(bmap2);
7533         return NULL;
7534 }
7535
7536 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
7537         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7538 {
7539         isl_basic_map *prod;
7540
7541         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
7542         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
7543         return prod;
7544 }
7545
7546 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
7547         __isl_take isl_map *map2,
7548         __isl_give isl_dim *(*dim_product)(__isl_take isl_dim *left,
7549                                            __isl_take isl_dim *right),
7550         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
7551                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
7552 {
7553         unsigned flags = 0;
7554         struct isl_map *result;
7555         int i, j;
7556
7557         if (!map1 || !map2)
7558                 goto error;
7559
7560         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
7561                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
7562
7563         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7564             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
7565                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7566
7567         result = isl_map_alloc_dim(dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
7568                                                isl_dim_copy(map2->dim)),
7569                                 map1->n * map2->n, flags);
7570         if (!result)
7571                 goto error;
7572         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7573                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7574                         struct isl_basic_map *part;
7575                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7576                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
7577                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
7578                                 isl_basic_map_free(part);
7579                         else
7580                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
7581                         if (!result)
7582                                 goto error;
7583                 }
7584         isl_map_free(map1);
7585         isl_map_free(map2);
7586         return result;
7587 error:
7588         isl_map_free(map1);
7589         isl_map_free(map2);
7590         return NULL;
7591 }
7592
7593 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
7594  */
7595 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7596 {
7597         return map_product(map1, map2, &isl_dim_product, &isl_basic_map_product);
7598 }
7599
7600 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
7601  */
7602 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
7603         __isl_take isl_map *map2)
7604 {
7605         isl_map *prod;
7606
7607         prod = isl_map_product(map1, map2);
7608         prod = isl_map_flatten(prod);
7609         return prod;
7610 }
7611
7612 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
7613  */
7614 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7615 {
7616         return isl_map_range_product(set1, set2);
7617 }
7618
7619 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
7620         __isl_take isl_set *set2)
7621 {
7622         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
7623 }
7624
7625 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
7626  */
7627 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7628         __isl_take isl_map *map2)
7629 {
7630         return map_product(map1, map2, &isl_dim_range_product,
7631                                 &isl_basic_map_range_product);
7632 }
7633
7634 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
7635  */
7636 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7637         __isl_take isl_map *map2)
7638 {
7639         isl_map *prod;
7640
7641         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
7642         prod = isl_map_flatten_range(prod);
7643         return prod;
7644 }
7645
7646 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7647 {
7648         int i;
7649         uint32_t hash = isl_hash_init();
7650         unsigned total;
7651
7652         if (!bmap)
7653                 return 0;
7654         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
7655         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
7656         if (!bmap)
7657                 return 0;
7658         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7659         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
7660         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
7661                 uint32_t c_hash;
7662                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
7663                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7664         }
7665         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
7666         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7667                 uint32_t c_hash;
7668                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
7669                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7670         }
7671         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
7672         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7673                 uint32_t c_hash;
7674                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7675                         continue;
7676                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
7677                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
7678                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7679         }
7680         isl_basic_map_free(bmap);
7681         return hash;
7682 }
7683
7684 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7685 {
7686         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
7687 }
7688
7689 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
7690 {
7691         int i;
7692         uint32_t hash;
7693
7694         if (!map)
7695                 return 0;
7696         map = isl_map_copy(map);
7697         map = isl_map_normalize(map);
7698         if (!map)
7699                 return 0;
7700
7701         hash = isl_hash_init();
7702         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7703                 uint32_t bmap_hash;
7704                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
7705                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
7706         }
7707
7708         isl_map_free(map);
7709
7710         return hash;
7711 }
7712
7713 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
7714 {
7715         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
7716 }
7717
7718 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7719  * by the values of the other parameters and variables.
7720  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
7721  */
7722 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
7723 {
7724         int i;
7725         unsigned nparam;
7726
7727         if (!bset)
7728                 return -1;
7729         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7730         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
7731                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
7732                         return 1;
7733         return 0;
7734 }
7735
7736 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7737  * by the values of the other parameters and variables.
7738  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
7739  * for each of the subsets.
7740  */
7741 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
7742 {
7743         int i;
7744
7745         if (!set)
7746                 return -1;
7747         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7748                 int unique;
7749                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
7750                 if (unique != 1)
7751                         return unique;
7752         }
7753         return 1;
7754 }
7755
7756 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
7757 {
7758         return set ? set->n : 0;
7759 }
7760
7761 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
7762         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
7763 {
7764         int i;
7765
7766         if (!map)
7767                 return -1;
7768
7769         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7770                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
7771                         return -1;
7772
7773         return 0;
7774 }
7775
7776 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
7777         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
7778 {
7779         int i;
7780
7781         if (!set)
7782                 return -1;
7783
7784         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7785                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
7786                         return -1;
7787
7788         return 0;
7789 }
7790
7791 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
7792 {
7793         struct isl_dim *dim;
7794
7795         if (!bset)
7796                 return NULL;
7797
7798         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7799         if (!bset)
7800                 return NULL;
7801
7802         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
7803         dim = isl_dim_lift(dim, bset->n_div);
7804         if (!dim)
7805                 goto error;
7806         isl_dim_free(bset->dim);
7807         bset->dim = dim;
7808         bset->extra -= bset->n_div;
7809         bset->n_div = 0;
7810
7811         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
7812
7813         return bset;
7814 error:
7815         isl_basic_set_free(bset);
7816         return NULL;
7817 }
7818
7819 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
7820 {
7821         int i;
7822         struct isl_dim *dim;
7823         unsigned n_div;
7824
7825         set = isl_set_align_divs(set);
7826
7827         if (!set)
7828                 return NULL;
7829
7830         set = isl_set_cow(set);
7831         if (!set)
7832                 return NULL;
7833
7834         n_div = set->p[0]->n_div;
7835         dim = isl_set_get_dim(set);
7836         dim = isl_dim_lift(dim, n_div);
7837         if (!dim)
7838                 goto error;
7839         isl_dim_free(set->dim);
7840         set->dim = dim;
7841
7842         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7843                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
7844                 if (!set->p[i])
7845                         goto error;
7846         }
7847
7848         return set;
7849 error:
7850         isl_set_free(set);
7851         return NULL;
7852 }
7853
7854 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
7855 {
7856         struct isl_dim *dim;
7857         struct isl_basic_map *bmap;
7858         unsigned n_set;
7859         unsigned n_div;
7860         unsigned n_param;
7861         unsigned total;
7862         int i, k, l;
7863
7864         set = isl_set_align_divs(set);
7865
7866         if (!set)
7867                 return NULL;
7868
7869         dim = isl_set_get_dim(set);
7870         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
7871                 isl_set_free(set);
7872                 return isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
7873         }
7874
7875         n_div = set->p[0]->n_div;
7876         dim = isl_dim_map_from_set(dim);
7877         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
7878         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
7879         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
7880         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
7881         for (i = 0; i < n_set; ++i)
7882                 bmap = var_equal(bmap, i);
7883
7884         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
7885         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
7886                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7887                 if (k < 0)
7888                         goto error;
7889                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
7890                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
7891                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
7892                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
7893                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
7894                             set->p[0]->div[i][0]);
7895
7896                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7897                 if (l < 0)
7898                         goto error;
7899                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
7900                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
7901                             set->p[0]->div[i][0]);
7902                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
7903         }
7904
7905         isl_set_free(set);
7906         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7907         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
7908         return isl_map_from_basic_map(bmap);
7909 error:
7910         isl_set_free(set);
7911         isl_basic_map_free(bmap);
7912         return NULL;
7913 }
7914
7915 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7916 {
7917         unsigned dim;
7918         int size = 0;
7919
7920         if (!bset)
7921                 return -1;
7922
7923         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
7924         size += bset->n_eq * (1 + dim);
7925         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
7926         size += bset->n_div * (2 + dim);
7927
7928         return size;
7929 }
7930
7931 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
7932 {
7933         int i;
7934         int size = 0;
7935
7936         if (!set)
7937                 return -1;
7938
7939         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7940                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
7941
7942         return size;
7943 }
7944
7945 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7946         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7947 {
7948         int i;
7949         int lower, upper;
7950
7951         if (!bmap)
7952                 return -1;
7953
7954         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
7955
7956         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
7957
7958         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
7959                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
7960                         return 1;
7961
7962         lower = upper = 0;
7963         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7964                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
7965                 if (sgn > 0)
7966                         lower = 1;
7967                 if (sgn < 0)
7968                         upper = 1;
7969         }
7970
7971         return lower && upper;
7972 }
7973
7974 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
7975         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7976 {
7977         int i;
7978
7979         if (!map)
7980                 return -1;
7981
7982         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7983                 int bounded;
7984                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
7985                 if (bounded < 0 || !bounded)
7986                         return bounded;
7987         }
7988
7989         return 1;
7990 }
7991
7992 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
7993  * and a lower bound.
7994  */
7995 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
7996         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7997 {
7998         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
7999 }
8000
8001 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
8002  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
8003  * elements of the array "signs".
8004  * Sign
8005  *      1 means that the variable is non-negative
8006  *      -1 means that the variable is non-positive
8007  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
8008  */
8009 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8010         unsigned first, unsigned n, int *signs)
8011 {
8012         isl_vec *bound = NULL;
8013         struct isl_tab *tab = NULL;
8014         struct isl_tab_undo *snap;
8015         int i;
8016
8017         if (!bset || !signs)
8018                 return -1;
8019
8020         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
8021         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
8022         if (!bound || !tab)
8023                 goto error;
8024
8025         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
8026         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
8027
8028         snap = isl_tab_snap(tab);
8029         for (i = 0; i < n; ++i) {
8030                 int empty;
8031
8032                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
8033                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8034                         goto error;
8035                 empty = tab->empty;
8036                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8037                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8038                         goto error;
8039
8040                 if (empty) {
8041                         signs[i] = 1;
8042                         continue;
8043                 }
8044
8045                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
8046                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8047                         goto error;
8048                 empty = tab->empty;
8049                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8050                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8051                         goto error;
8052
8053                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
8054         }
8055
8056         isl_tab_free(tab);
8057         isl_vec_free(bound);
8058         return 0;
8059 error:
8060         isl_tab_free(tab);
8061         isl_vec_free(bound);
8062         return -1;
8063 }
8064
8065 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8066         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
8067 {
8068         if (!bset || !signs)
8069                 return -1;
8070         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
8071                 return -1);
8072
8073         first += pos(bset->dim, type) - 1;
8074         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
8075 }
8076
8077 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
8078  * In particular, for each output dimension, check that there is
8079  * an equality that defines the output dimension in terms of
8080  * earlier dimensions.
8081  */
8082 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8083 {
8084         int i, j;
8085         unsigned total;
8086         unsigned n_out;
8087         unsigned o_out;
8088
8089         if (!bmap)
8090                 return -1;
8091
8092         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
8093         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
8094         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8095
8096         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
8097                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
8098                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
8099                                 continue;
8100                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
8101                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
8102                                 break;
8103                 }
8104                 if (j >= bmap->n_eq)
8105                         return 0;
8106         }
8107
8108         return 1;
8109 }
8110
8111 /* Check if the given map is obviously single-valued.
8112  */
8113 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8114 {
8115         if (!map)
8116                 return -1;
8117         if (map->n == 0)
8118                 return 1;
8119         if (map->n >= 2)
8120                 return 0;
8121
8122         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
8123 }
8124
8125 /* Check if the given map is single-valued.
8126  * We simply compute
8127  *
8128  *      M \circ M^-1
8129  *
8130  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
8131  */
8132 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8133 {
8134         isl_dim *dim;
8135         isl_map *test;
8136         isl_map *id;
8137         int sv;
8138
8139         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8140         if (sv < 0 || sv)
8141                 return sv;
8142
8143         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
8144         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
8145
8146         dim = isl_dim_map_from_set(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
8147         id = isl_map_identity(dim);
8148
8149         sv = isl_map_is_subset(test, id);
8150
8151         isl_map_free(test);
8152         isl_map_free(id);
8153
8154         return sv;
8155 }
8156
8157 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8158 {
8159         int in;
8160
8161         map = isl_map_copy(map);
8162         map = isl_map_reverse(map);
8163         in = isl_map_is_single_valued(map);
8164         isl_map_free(map);
8165
8166         return in;
8167 }
8168
8169 /* Check if the given map is obviously injective.
8170  */
8171 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8172 {
8173         int in;
8174
8175         map = isl_map_copy(map);
8176         map = isl_map_reverse(map);
8177         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8178         isl_map_free(map);
8179
8180         return in;
8181 }
8182
8183 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8184 {
8185         int sv;
8186
8187         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8188         if (sv < 0 || !sv)
8189                 return sv;
8190
8191         return isl_map_is_injective(map);
8192 }
8193
8194 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8195 {
8196         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8197 }
8198
8199 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8200 {
8201         int ok;
8202         isl_set *delta;
8203
8204         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8205         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8206         isl_set_free(delta);
8207
8208         return ok;
8209 }
8210
8211 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8212 {
8213         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8214                 return 0;
8215         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8216                 return 0;
8217         return 1;
8218 }
8219
8220 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8221 {
8222         int i, j;
8223         unsigned nvar;
8224         unsigned ovar;
8225
8226         if (!bset)
8227                 return -1;
8228
8229         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8230                 return 0;
8231
8232         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8233         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8234         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8235                 int lower = 0, upper = 0;
8236                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8237                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8238                                 continue;
8239                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8240                                 return 0;
8241                         break;
8242                 }
8243                 if (i < bset->n_eq)
8244                         continue;
8245                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8246                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8247                                 continue;
8248                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8249                                 return 0;
8250                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8251                                 lower = 1;
8252                         else
8253                                 upper = 1;
8254                 }
8255                 if (!lower || !upper)
8256                         return 0;
8257         }
8258
8259         return 1;
8260 }
8261
8262 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8263 {
8264         if (!set)
8265                 return -1;
8266         if (set->n != 1)
8267                 return 0;
8268
8269         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8270 }
8271
8272 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8273 {
8274         if (!bset)
8275                 return -1;
8276
8277         return isl_dim_is_wrapping(bset->dim);
8278 }
8279
8280 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8281 {
8282         if (!set)
8283                 return -1;
8284
8285         return isl_dim_is_wrapping(set->dim);
8286 }
8287
8288 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8289 {
8290         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8291         if (!bmap)
8292                 return NULL;
8293
8294         bmap->dim = isl_dim_wrap(bmap->dim);
8295         if (!bmap->dim)
8296                 goto error;
8297
8298         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8299
8300         return (isl_basic_set *)bmap;
8301 error:
8302         isl_basic_map_free(bmap);
8303         return NULL;
8304 }
8305
8306 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
8307 {
8308         int i;
8309
8310         map = isl_map_cow(map);
8311         if (!map)
8312                 return NULL;
8313
8314         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8315                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
8316                 if (!map->p[i])
8317                         goto error;
8318         }
8319         map->dim = isl_dim_wrap(map->dim);
8320         if (!map->dim)
8321                 goto error;
8322
8323         return (isl_set *)map;
8324 error:
8325         isl_map_free(map);
8326         return NULL;
8327 }
8328
8329 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
8330 {
8331         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8332         if (!bset)
8333                 return NULL;
8334
8335         bset->dim = isl_dim_unwrap(bset->dim);
8336         if (!bset->dim)
8337                 goto error;
8338
8339         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8340
8341         return (isl_basic_map *)bset;
8342 error:
8343         isl_basic_set_free(bset);
8344         return NULL;
8345 }
8346
8347 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
8348 {
8349         int i;
8350
8351         if (!set)
8352                 return NULL;
8353
8354         if (!isl_set_is_wrapping(set))
8355                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
8356                         goto error);
8357
8358         set = isl_set_cow(set);
8359         if (!set)
8360                 return NULL;
8361
8362         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8363                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
8364                 if (!set->p[i])
8365                         goto error;
8366         }
8367
8368         set->dim = isl_dim_unwrap(set->dim);
8369         if (!set->dim)
8370                 goto error;
8371
8372         return (isl_map *)set;
8373 error:
8374         isl_set_free(set);
8375         return NULL;
8376 }
8377
8378 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8379         enum isl_dim_type type)
8380 {
8381         if (!bmap)
8382                 return NULL;
8383
8384         if (!isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
8385                 return bmap;
8386
8387         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8388         if (!bmap)
8389                 return NULL;
8390
8391         bmap->dim = isl_dim_reset(bmap->dim, type);
8392         if (!bmap->dim)
8393                 goto error;
8394
8395         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8396
8397         return bmap;
8398 error:
8399         isl_basic_map_free(bmap);
8400         return NULL;
8401 }
8402
8403 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
8404         enum isl_dim_type type)
8405 {
8406         int i;
8407
8408         if (!map)
8409                 return NULL;
8410
8411         if (!isl_dim_is_named_or_nested(map->dim, type))
8412                 return map;
8413
8414         map = isl_map_cow(map);
8415         if (!map)
8416                 return NULL;
8417
8418         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8419                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
8420                 if (!map->p[i])
8421                         goto error;
8422         }
8423         map->dim = isl_dim_reset(map->dim, type);
8424         if (!map->dim)
8425                 goto error;
8426
8427         return map;
8428 error:
8429         isl_map_free(map);
8430         return NULL;
8431 }
8432
8433 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8434 {
8435         if (!bmap)
8436                 return NULL;
8437
8438         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
8439                 return bmap;
8440
8441         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8442         if (!bmap)
8443                 return NULL;
8444
8445         bmap->dim = isl_dim_flatten(bmap->dim);
8446         if (!bmap->dim)
8447                 goto error;
8448
8449         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8450
8451         return bmap;
8452 error:
8453         isl_basic_map_free(bmap);
8454         return NULL;
8455 }
8456
8457 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
8458 {
8459         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
8460 }
8461
8462 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
8463         __isl_take isl_basic_map *bmap)
8464 {
8465         if (!bmap)
8466                 return NULL;
8467
8468         if (!bmap->dim->nested[1])
8469                 return bmap;
8470
8471         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8472         if (!bmap)
8473                 return NULL;
8474
8475         bmap->dim = isl_dim_flatten_range(bmap->dim);
8476         if (!bmap->dim)
8477                 goto error;
8478
8479         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8480
8481         return bmap;
8482 error:
8483         isl_basic_map_free(bmap);
8484         return NULL;
8485 }
8486
8487 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
8488 {
8489         int i;
8490
8491         if (!map)
8492                 return NULL;
8493
8494         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
8495                 return map;
8496
8497         map = isl_map_cow(map);
8498         if (!map)
8499                 return NULL;
8500
8501         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8502                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
8503                 if (!map->p[i])
8504                         goto error;
8505         }
8506         map->dim = isl_dim_flatten(map->dim);
8507         if (!map->dim)
8508                 goto error;
8509
8510         return map;
8511 error:
8512         isl_map_free(map);
8513         return NULL;
8514 }
8515
8516 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
8517 {
8518         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
8519 }
8520
8521 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
8522 {
8523         isl_dim *dim, *flat_dim;
8524         isl_map *map;
8525
8526         dim = isl_set_get_dim(set);
8527         flat_dim = isl_dim_flatten(isl_dim_copy(dim));
8528         map = isl_map_identity(isl_dim_join(isl_dim_reverse(dim), flat_dim));
8529         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8530
8531         return map;
8532 }
8533
8534 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
8535 {
8536         int i;
8537
8538         if (!map)
8539                 return NULL;
8540
8541         if (!map->dim->nested[1])
8542                 return map;
8543
8544         map = isl_map_cow(map);
8545         if (!map)
8546                 return NULL;
8547
8548         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8549                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
8550                 if (!map->p[i])
8551                         goto error;
8552         }
8553         map->dim = isl_dim_flatten_range(map->dim);
8554         if (!map->dim)
8555                 goto error;
8556
8557         return map;
8558 error:
8559         isl_map_free(map);
8560         return NULL;
8561 }
8562
8563 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
8564  * and set the dimension specification to "dim".
8565  */
8566 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8567         __isl_take isl_dim *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
8568 {
8569         isl_basic_map *res;
8570
8571         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8572         if (!bmap || !dim || !dim_map)
8573                 goto error;
8574
8575         res = isl_basic_map_alloc_dim(dim,
8576                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
8577         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
8578         res = isl_basic_map_finalize(res);
8579         return res;
8580 error:
8581         free(dim_map);
8582         isl_basic_map_free(bmap);
8583         isl_dim_free(dim);
8584         return NULL;
8585 }
8586
8587 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
8588  */
8589 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
8590         __isl_take isl_reordering *r)
8591 {
8592         int i;
8593         struct isl_dim_map *dim_map;
8594
8595         map = isl_map_cow(map);
8596         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
8597         if (!map || !r || !dim_map)
8598                 goto error;
8599
8600         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8601                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
8602
8603                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
8604
8605                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
8606                                             isl_dim_copy(r->dim), dim_map_i);
8607
8608                 if (!map->p[i])
8609                         goto error;
8610         }
8611
8612         map = isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(r->dim));
8613
8614         isl_reordering_free(r);
8615         free(dim_map);
8616         return map;
8617 error:
8618         free(dim_map);
8619         isl_map_free(map);
8620         isl_reordering_free(r);
8621         return NULL;
8622 }
8623
8624 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
8625         __isl_take isl_reordering *r)
8626 {
8627         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
8628 }
8629
8630 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
8631         __isl_take isl_dim *model)
8632 {
8633         isl_ctx *ctx;
8634
8635         if (!map || !model)
8636                 goto error;
8637
8638         ctx = isl_dim_get_ctx(model);
8639         if (!isl_dim_has_named_params(model))
8640                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8641                         "model has unnamed parameters", goto error);
8642         if (!isl_dim_has_named_params(map->dim))
8643                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8644                         "relation has unnamed parameters", goto error);
8645         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
8646                 isl_reordering *exp;
8647
8648                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_in,
8649                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_in));
8650                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_out,
8651                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_out));
8652                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
8653                 exp = isl_reordering_extend_dim(exp, isl_map_get_dim(map));
8654                 map = isl_map_realign(map, exp);
8655         }
8656
8657         isl_dim_free(model);
8658         return map;
8659 error:
8660         isl_dim_free(model);
8661         isl_map_free(map);
8662         return NULL;
8663 }
8664
8665 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
8666         __isl_take isl_dim *model)
8667 {
8668         return isl_map_align_params(set, model);
8669 }
8670
8671 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
8672                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8673                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8674                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8675 {
8676         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8677         struct isl_mat *mat;
8678         int i, j, k;
8679         int pos;
8680
8681         if (!bmap)
8682                 return NULL;
8683         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
8684                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8685         if (!mat)
8686                 return NULL;
8687         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8688                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8689                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8690                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8691                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8692                                             bmap->eq[i][off + k]);
8693                                 ++pos;
8694                         }
8695                 }
8696
8697         return mat;
8698 }
8699
8700 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
8701                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8702                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8703                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8704 {
8705         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8706         struct isl_mat *mat;
8707         int i, j, k;
8708         int pos;
8709
8710         if (!bmap)
8711                 return NULL;
8712         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
8713                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8714         if (!mat)
8715                 return NULL;
8716         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8717                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8718                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8719                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8720                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8721                                             bmap->ineq[i][off + k]);
8722                                 ++pos;
8723                         }
8724                 }
8725
8726         return mat;
8727 }
8728
8729 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
8730         __isl_take isl_dim *dim,
8731         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8732         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8733         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8734 {
8735         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8736         isl_basic_map *bmap;
8737         unsigned total;
8738         unsigned extra;
8739         int i, j, k, l;
8740         int pos;
8741
8742         if (!dim || !eq || !ineq)
8743                 goto error;
8744
8745         if (eq->n_col != ineq->n_col)
8746                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8747                         "equalities and inequalities matrices should have "
8748                         "same number of columns", goto error);
8749
8750         total = 1 + isl_dim_total(dim);
8751
8752         if (eq->n_col < total)
8753                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8754                         "number of columns too small", goto error);
8755
8756         extra = eq->n_col - total;
8757
8758         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), extra,
8759                                        eq->n_row, ineq->n_row);
8760         if (!bmap)
8761                 goto error;
8762         for (i = 0; i < extra; ++i) {
8763                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
8764                 if (k < 0)
8765                         goto error;
8766                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
8767         }
8768         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
8769                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8770                 if (l < 0)
8771                         goto error;
8772                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8773                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8774                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8775                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
8776                                             eq->row[i][pos]);
8777                                 ++pos;
8778                         }
8779                 }
8780         }
8781         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
8782                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8783                 if (l < 0)
8784                         goto error;
8785                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8786                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8787                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8788                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
8789                                             ineq->row[i][pos]);
8790                                 ++pos;
8791                         }
8792                 }
8793         }
8794
8795         isl_dim_free(dim);
8796         isl_mat_free(eq);
8797         isl_mat_free(ineq);
8798
8799         return bmap;
8800 error:
8801         isl_dim_free(dim);
8802         isl_mat_free(eq);
8803         isl_mat_free(ineq);
8804         return NULL;
8805 }
8806
8807 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
8808         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8809         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8810 {
8811         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8812                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8813 }
8814
8815 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
8816         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8817         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8818 {
8819         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8820                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8821 }
8822
8823 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
8824         __isl_take isl_dim *dim,
8825         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8826         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8827 {
8828         return (isl_basic_set*)
8829             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
8830                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8831 }
8832
8833 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8834 {
8835         if (!bmap)
8836                 return -1;
8837
8838         return isl_dim_can_zip(bmap->dim);
8839 }
8840
8841 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
8842 {
8843         if (!map)
8844                 return -1;
8845
8846         return isl_dim_can_zip(map->dim);
8847 }
8848
8849 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
8850  * (A -> C) -> (B -> D).
8851  */
8852 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8853 {
8854         unsigned pos;
8855         unsigned n1;
8856         unsigned n2;
8857
8858         if (!bmap)
8859                 return NULL;
8860
8861         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
8862                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
8863                         "basic map cannot be zipped", goto error);
8864         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
8865                 isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
8866         n1 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
8867         n2 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
8868         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
8869         if (!bmap)
8870                 return NULL;
8871         bmap->dim = isl_dim_zip(bmap->dim);
8872         if (!bmap->dim)
8873                 goto error;
8874         return bmap;
8875 error:
8876         isl_basic_map_free(bmap);
8877         return NULL;
8878 }
8879
8880 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
8881  * (A -> C) -> (B -> D).
8882  */
8883 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
8884 {
8885         int i;
8886
8887         if (!map)
8888                 return NULL;
8889
8890         if (!isl_map_can_zip(map))
8891                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
8892                         goto error);
8893
8894         map = isl_map_cow(map);
8895         if (!map)
8896                 return NULL;
8897
8898         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8899                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
8900                 if (!map->p[i])
8901                         goto error;
8902         }
8903
8904         map->dim = isl_dim_zip(map->dim);
8905         if (!map->dim)
8906                 goto error;
8907
8908         return map;
8909 error:
8910         isl_map_free(map);
8911         return NULL;
8912 }
8913
8914 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
8915  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
8916  */
8917 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
8918 {
8919         int k;
8920         int pos;
8921         isl_local_space *ls;
8922         isl_basic_map *bmap;
8923
8924         if (!aff)
8925                 return NULL;
8926
8927         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
8928         ls = isl_local_space_from_domain(ls);
8929         ls = isl_local_space_add_dims(ls, isl_dim_out, 1);
8930         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
8931         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
8932         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8933         if (k < 0)
8934                 goto error;
8935
8936         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8937         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
8938         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
8939         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
8940                     aff->v->size - (pos + 1));
8941
8942         isl_aff_free(aff);
8943         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8944         return bmap;
8945 error:
8946         isl_aff_free(aff);
8947         isl_basic_map_free(bmap);
8948         return NULL;
8949 }
8950
8951 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
8952  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
8953  * where each coordinate in the range is prescribed by the
8954  * corresponding affine expression.
8955  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
8956  * domain_dim.
8957  */
8958 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
8959         __isl_take isl_dim *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
8960 {
8961         int i;
8962         isl_dim *dim;
8963         isl_basic_map *bmap;
8964
8965         if (!list)
8966                 return NULL;
8967
8968         dim = isl_dim_from_domain(domain_dim);
8969         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
8970
8971         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8972                 isl_aff *aff;
8973                 isl_basic_map *bmap_i;
8974
8975                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
8976                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
8977
8978                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
8979         }
8980
8981         isl_aff_list_free(list);
8982         return bmap;
8983 }