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