isl_map.c

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