isl_map.c

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