isl_map.c

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