isl_map.c

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