isl_map.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
  10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France
  11  */
  12
  13 #include <string.h>
  14 #include <strings.h>
  15 #include <isl_ctx_private.h>
  16 #include <isl_map_private.h>
  17 #include <isl/blk.h>
  18 #include "isl_dim_private.h"
  19 #include "isl_equalities.h"
  20 #include <isl/list.h>
  21 #include <isl/lp.h>
  22 #include <isl/seq.h>
  23 #include <isl/set.h>
  24 #include <isl/map.h>
  25 #include "isl_map_piplib.h"
  26 #include <isl_reordering.h>
  27 #include "isl_sample.h"
  28 #include "isl_tab.h"
  29 #include <isl/vec.h>
  30 #include <isl_mat_private.h>
  31 #include <isl_dim_map.h>
  32 #include <isl_local_space_private.h>
  33
  34 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  35 {
  36         switch (type) {
  37         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  38         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  39         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  40         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  41         default:                return 0;
  42         }
  43 }
  44
  45 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  46 {
  47         switch (type) {
  48         case isl_dim_param:     return 1;
  49         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  50         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  51         default:                return 0;
  52         }
  53 }
  54
  55 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
  56                                 enum isl_dim_type type)
  57 {
  58         if (!bmap)
  59                 return 0;
  60         switch (type) {
  61         case isl_dim_cst:       return 1;
  62         case isl_dim_param:
  63         case isl_dim_in:
  64         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
  65         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
  66         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
  67         default:                return 0;
  68         }
  69 }
  70
  71 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
  72 {
  73         return map ? n(map->dim, type) : 0;
  74 }
  75
  76 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
  77 {
  78         return set ? n(set->dim, type) : 0;
  79 }
  80
  81 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
  82                                         enum isl_dim_type type)
  83 {
  84         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
  85         switch (type) {
  86         case isl_dim_cst:       return 0;
  87         case isl_dim_param:     return 1;
  88         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  89         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  90         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  91         default:                return 0;
  92         }
  93 }
  94
  95 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
  96                                         enum isl_dim_type type)
  97 {
  98         return isl_basic_map_offset(bset, type);
  99 }
 100
 101 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 102 {
 103         return pos(map->dim, type);
 104 }
 105
 106 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 107                                 enum isl_dim_type type)
 108 {
 109         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 110 }
 111
 112 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 113 {
 114         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 115 }
 116
 117 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 118 {
 119         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 120 }
 121
 122 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 123 {
 124         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 125 }
 126
 127 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 128 {
 129         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 130 }
 131
 132 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 133 {
 134         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 135 }
 136
 137 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 138 {
 139         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
 140 }
 141
 142 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 143 {
 144         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
 145 }
 146
 147 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 148 {
 149         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
 150 }
 151
 152 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 153 {
 154         return bmap ? bmap->n_div : 0;
 155 }
 156
 157 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 158 {
 159         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 160 }
 161
 162 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 163 {
 164         return map->dim->n_in;
 165 }
 166
 167 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 168 {
 169         return map->dim->n_out;
 170 }
 171
 172 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 173 {
 174         return map->dim->nparam;
 175 }
 176
 177 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 178 {
 179         int m;
 180         if (!map || !set)
 181                 return -1;
 182         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 183         if (m < 0 || !m)
 184                 return m;
 185         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
 186 }
 187
 188 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 189                 struct isl_basic_set *bset)
 190 {
 191         int m;
 192         if (!bmap || !bset)
 193                 return -1;
 194         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 195         if (m < 0 || !m)
 196                 return m;
 197         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
 198 }
 199
 200 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
 201 {
 202         int m;
 203         if (!map || !set)
 204                 return -1;
 205         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 206         if (m < 0 || !m)
 207                 return m;
 208         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
 209 }
 210
 211 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 212                 struct isl_basic_set *bset)
 213 {
 214         int m;
 215         if (!bmap || !bset)
 216                 return -1;
 217         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 218         if (m < 0 || !m)
 219                 return m;
 220         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
 221 }
 222
 223 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 224 {
 225         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
 226 }
 227
 228 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 229 {
 230         return bset ? bset->ctx : NULL;
 231 }
 232
 233 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
 234 {
 235         return map ? map->ctx : NULL;
 236 }
 237
 238 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
 239 {
 240         return set ? set->ctx : NULL;
 241 }
 242
 243 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 244 {
 245         if (!bmap)
 246                 return NULL;
 247         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 248 }
 249
 250 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 251 {
 252         if (!bset)
 253                 return NULL;
 254         return isl_dim_copy(bset->dim);
 255 }
 256
 257 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
 258         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
 259 {
 260         int i;
 261         isl_local_space *ls;
 262         unsigned total;
 263
 264         if (!bmap)
 265                 return NULL;
 266
 267         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
 268         ls = isl_local_space_alloc(isl_dim_copy(bmap->dim), bmap->n_div);
 269         if (!ls)
 270                 return NULL;
 271
 272         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 273                 isl_seq_cpy(ls->div->row[i], bmap->div[i], 2 + total);
 274
 275         return ls;
 276 }
 277
 278 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
 279         __isl_keep isl_basic_set *bset)
 280 {
 281         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
 282 }
 283
 284 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
 285         __isl_take isl_local_space *ls)
 286 {
 287         int i;
 288         int n_div;
 289         isl_basic_map *bmap;
 290
 291         if (!ls)
 292                 return NULL;
 293
 294         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
 295         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_local_space_get_dim(ls),
 296                                         n_div, 0, 2 * n_div);
 297
 298         for (i = 0; i < n_div; ++i)
 299                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
 300                         goto error;
 301
 302         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
 303                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
 304                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
 305                         goto error;
 306         }
 307
 308         isl_local_space_free(ls);
 309         return bmap;
 310 error:
 311         isl_local_space_free(ls);
 312         isl_basic_map_free(bmap);
 313         return NULL;
 314 }
 315
 316 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
 317         __isl_take isl_local_space *ls)
 318 {
 319         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
 320 }
 321
 322 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 323 {
 324         if (!map)
 325                 return NULL;
 326         return isl_dim_copy(map->dim);
 327 }
 328
 329 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 330 {
 331         if (!set)
 332                 return NULL;
 333         return isl_dim_copy(set->dim);
 334 }
 335
 336 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
 337         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
 338 {
 339         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
 340         if (!bmap)
 341                 return NULL;
 342         bmap->dim = isl_dim_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
 343         if (!bmap->dim)
 344                 goto error;
 345         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
 346         return bmap;
 347 error:
 348         isl_basic_map_free(bmap);
 349         return NULL;
 350 }
 351
 352 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 353         enum isl_dim_type type)
 354 {
 355         return bmap ? isl_dim_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
 356 }
 357
 358 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
 359         enum isl_dim_type type, const char *s)
 360 {
 361         int i;
 362
 363         map = isl_map_cow(map);
 364         if (!map)
 365                 return NULL;
 366
 367         map->dim = isl_dim_set_tuple_name(map->dim, type, s);
 368         if (!map->dim)
 369                 goto error;
 370
 371         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 372                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
 373                 if (!map->p[i])
 374                         goto error;
 375         }
 376
 377         return map;
 378 error:
 379         isl_map_free(map);
 380         return NULL;
 381 }
 382
 383 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
 384         enum isl_dim_type type)
 385 {
 386         return map ? isl_dim_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
 387 }
 388
 389 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
 390         const char *s)
 391 {
 392         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
 393 }
 394
 395 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 396 {
 397         return bset ? isl_dim_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
 398 }
 399
 400 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
 401 {
 402         return set ? isl_dim_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
 403 }
 404
 405 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 406         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 407 {
 408         return bmap ? isl_dim_get_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
 409 }
 410
 411 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 412         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 413 {
 414         return bset ? isl_dim_get_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
 415 }
 416
 417 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
 418         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 419 {
 420         return map ? isl_dim_get_name(map->dim, type, pos) : NULL;
 421 }
 422
 423 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
 424         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 425 {
 426         return set ? isl_dim_get_name(set->dim, type, pos) : NULL;
 427 }
 428
 429 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 430         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 431         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 432 {
 433         if (!bmap)
 434                 return NULL;
 435         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 436         if (!bmap->dim)
 437                 goto error;
 438         return bmap;
 439 error:
 440         isl_basic_map_free(bmap);
 441         return NULL;
 442 }
 443
 444 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 445         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 446 {
 447         int i;
 448
 449         if (!map)
 450                 return NULL;
 451
 452         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 453         if (!map->dim)
 454                 goto error;
 455
 456         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 457                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 458                 if (!map->p[i])
 459                         goto error;
 460         }
 461
 462         return map;
 463 error:
 464         isl_map_free(map);
 465         return NULL;
 466 }
 467
 468 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 469         __isl_take isl_basic_set *bset,
 470         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 471 {
 472         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 473                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 474 }
 475
 476 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 477         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 478 {
 479         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 480 }
 481
 482 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 483 {
 484         if (!bmap)
 485                 return -1;
 486         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 487 }
 488
 489 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 490 {
 491         return isl_basic_map_is_rational(bset);
 492 }
 493
 494 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 495                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 496                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 497 {
 498         int i;
 499         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 500
 501         bmap->ctx = ctx;
 502         isl_ctx_ref(ctx);
 503
 504         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 505         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 506                 goto error;
 507
 508         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 509         if (!bmap->ineq)
 510                 goto error;
 511
 512         if (extra == 0) {
 513                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 514                 bmap->div = NULL;
 515         } else {
 516                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 517                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 518                         goto error;
 519
 520                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 521                 if (!bmap->div)
 522                         goto error;
 523         }
 524
 525         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 526                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 527
 528         for (i = 0; i < extra; ++i)
 529                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 530
 531         bmap->ref = 1;
 532         bmap->flags = 0;
 533         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 534         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 535         bmap->extra = extra;
 536         bmap->n_eq = 0;
 537         bmap->n_ineq = 0;
 538         bmap->n_div = 0;
 539         bmap->sample = NULL;
 540
 541         return bmap;
 542 error:
 543         isl_basic_map_free(bmap);
 544         return NULL;
 545 }
 546
 547 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 548                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 549                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 550 {
 551         struct isl_basic_map *bmap;
 552         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 553         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 554 }
 555
 556 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 557                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 558 {
 559         struct isl_basic_map *bmap;
 560         if (!dim)
 561                 return NULL;
 562         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
 563         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 564         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 565 error:
 566         isl_dim_free(dim);
 567         return NULL;
 568 }
 569
 570 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 571                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 572 {
 573         struct isl_basic_map *bmap;
 574
 575         if (!dim)
 576                 return NULL;
 577         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 578         if (!bmap)
 579                 goto error;
 580         bmap->dim = dim;
 581
 582         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 583 error:
 584         isl_dim_free(dim);
 585         return NULL;
 586 }
 587
 588 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 589                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 590                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 591 {
 592         struct isl_basic_map *bmap;
 593         struct isl_dim *dim;
 594
 595         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 596         if (!dim)
 597                 return NULL;
 598
 599         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 600         return bmap;
 601 }
 602
 603 static void dup_constraints(
 604                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 605 {
 606         int i;
 607         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 608
 609         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 610                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 611                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 612         }
 613
 614         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 615                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 616                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 617         }
 618
 619         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 620                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 621                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 622         }
 623         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 624 }
 625
 626 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 627 {
 628         struct isl_basic_map *dup;
 629
 630         if (!bmap)
 631                 return NULL;
 632         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 633                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 634         if (!dup)
 635                 return NULL;
 636         dup_constraints(dup, bmap);
 637         dup->flags = bmap->flags;
 638         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 639         return dup;
 640 }
 641
 642 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 643 {
 644         struct isl_basic_map *dup;
 645
 646         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 647         return (struct isl_basic_set *)dup;
 648 }
 649
 650 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 651 {
 652         if (!bset)
 653                 return NULL;
 654
 655         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 656                 bset->ref++;
 657                 return bset;
 658         }
 659         return isl_basic_set_dup(bset);
 660 }
 661
 662 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 663 {
 664         if (!set)
 665                 return NULL;
 666
 667         set->ref++;
 668         return set;
 669 }
 670
 671 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 672 {
 673         if (!bmap)
 674                 return NULL;
 675
 676         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 677                 bmap->ref++;
 678                 return bmap;
 679         }
 680         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 681         if (bmap)
 682                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 683         return bmap;
 684 }
 685
 686 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 687 {
 688         if (!map)
 689                 return NULL;
 690
 691         map->ref++;
 692         return map;
 693 }
 694
 695 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 696 {
 697         if (!bmap)
 698                 return;
 699
 700         if (--bmap->ref > 0)
 701                 return;
 702
 703         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 704         free(bmap->div);
 705         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 706         free(bmap->ineq);
 707         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 708         isl_vec_free(bmap->sample);
 709         isl_dim_free(bmap->dim);
 710         free(bmap);
 711 }
 712
 713 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 714 {
 715         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 716 }
 717
 718 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 719 {
 720         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 721 }
 722
 723 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 724 {
 725         struct isl_ctx *ctx;
 726         if (!bmap)
 727                 return -1;
 728         ctx = bmap->ctx;
 729         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 730         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 731                         return -1);
 732         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 733         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 734         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 735         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 736         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 737         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 738                 isl_int *t;
 739                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 740                 if (j < 0)
 741                         return -1;
 742                 t = bmap->ineq[j];
 743                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 744                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 745                 bmap->eq[-1] = t;
 746                 bmap->n_eq++;
 747                 bmap->n_ineq--;
 748                 bmap->eq--;
 749                 return 0;
 750         }
 751         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 752                       bmap->extra - bmap->n_div);
 753         return bmap->n_eq++;
 754 }
 755
 756 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 757 {
 758         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 759 }
 760
 761 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 762 {
 763         if (!bmap)
 764                 return -1;
 765         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 766         bmap->n_eq -= n;
 767         return 0;
 768 }
 769
 770 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 771 {
 772         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 773 }
 774
 775 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 776 {
 777         isl_int *t;
 778         if (!bmap)
 779                 return -1;
 780         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 781
 782         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 783                 t = bmap->eq[pos];
 784                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 785                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 786         }
 787         bmap->n_eq--;
 788         return 0;
 789 }
 790
 791 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 792 {
 793         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 794 }
 795
 796 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 797                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 798 {
 799         isl_int *t;
 800
 801         t = bmap->ineq[pos];
 802         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 803         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 804         bmap->eq[-1] = t;
 805         bmap->n_eq++;
 806         bmap->n_ineq--;
 807         bmap->eq--;
 808         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 809         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 810         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 811         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 812 }
 813
 814 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 815 {
 816         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 817 }
 818
 819 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 820 {
 821         struct isl_ctx *ctx;
 822         if (!bmap)
 823                 return -1;
 824         ctx = bmap->ctx;
 825         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 826         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 827         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 828         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 829         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 830         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 831                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 832                       bmap->extra - bmap->n_div);
 833         return bmap->n_ineq++;
 834 }
 835
 836 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 837 {
 838         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 839 }
 840
 841 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 842 {
 843         if (!bmap)
 844                 return -1;
 845         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 846         bmap->n_ineq -= n;
 847         return 0;
 848 }
 849
 850 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 851 {
 852         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 853 }
 854
 855 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 856 {
 857         isl_int *t;
 858         if (!bmap)
 859                 return -1;
 860         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 861
 862         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 863                 t = bmap->ineq[pos];
 864                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 865                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 866                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 867         }
 868         bmap->n_ineq--;
 869         return 0;
 870 }
 871
 872 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 873 {
 874         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 875 }
 876
 877 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 878         isl_int *eq)
 879 {
 880         int k;
 881
 882         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 883         if (!bmap)
 884                 return NULL;
 885         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 886         if (k < 0)
 887                 goto error;
 888         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 889         return bmap;
 890 error:
 891         isl_basic_map_free(bmap);
 892         return NULL;
 893 }
 894
 895 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 896         isl_int *eq)
 897 {
 898         return (isl_basic_set *)
 899                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 900 }
 901
 902 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 903         isl_int *ineq)
 904 {
 905         int k;
 906
 907         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 908         if (!bmap)
 909                 return NULL;
 910         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 911         if (k < 0)
 912                 goto error;
 913         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 914         return bmap;
 915 error:
 916         isl_basic_map_free(bmap);
 917         return NULL;
 918 }
 919
 920 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 921         isl_int *ineq)
 922 {
 923         return (isl_basic_set *)
 924                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 925 }
 926
 927 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 928 {
 929         if (!bmap)
 930                 return -1;
 931         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 932         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 933                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 934                       bmap->extra - bmap->n_div);
 935         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 936         return bmap->n_div++;
 937 }
 938
 939 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 940 {
 941         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 942 }
 943
 944 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 945 {
 946         if (!bmap)
 947                 return -1;
 948         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 949         bmap->n_div -= n;
 950         return 0;
 951 }
 952
 953 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 954 {
 955         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 956 }
 957
 958 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 959  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 960  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 961  * variables.
 962  */
 963 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 964                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 965                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 966 {
 967         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 968         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 969         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 970         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 971         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 972         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 973         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 974         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 975         if (dst_nparam > src_nparam)
 976                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 977                                 dst_nparam - src_nparam);
 978         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 979         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 980                     src+1+src_nparam,
 981                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 982         if (dst_in-in_off > src_in)
 983                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 984                                 dst_in - in_off - src_in);
 985         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 986         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 987                     src+1+src_nparam+src_in,
 988                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 989         if (dst_out-out_off > src_out)
 990                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 991                                 dst_out - out_off - src_out);
 992         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 993         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
 994                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
 995                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
 996         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
 997                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
 998                                 div_off+src_map->n_div,
 999                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1000 }
1001
1002 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1003                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1004                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1005 {
1006         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1007         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1008 }
1009
1010 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1011                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1012 {
1013         int i;
1014         unsigned div_off;
1015
1016         if (!bmap1 || !bmap2)
1017                 goto error;
1018
1019         div_off = bmap1->n_div;
1020
1021         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1022                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1023                 if (i1 < 0)
1024                         goto error;
1025                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1026                                 i_pos, o_pos, div_off);
1027         }
1028
1029         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1030                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1031                 if (i1 < 0)
1032                         goto error;
1033                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1034                                 i_pos, o_pos, div_off);
1035         }
1036
1037         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1038                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1039                 if (i1 < 0)
1040                         goto error;
1041                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1042                          i_pos, o_pos, div_off);
1043         }
1044
1045         isl_basic_map_free(bmap2);
1046
1047         return bmap1;
1048
1049 error:
1050         isl_basic_map_free(bmap1);
1051         isl_basic_map_free(bmap2);
1052         return NULL;
1053 }
1054
1055 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1056                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1057 {
1058         return (struct isl_basic_set *)
1059                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1060                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1061 }
1062
1063 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
1064                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1065                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1066 {
1067         struct isl_basic_map *ext;
1068         unsigned flags;
1069         int dims_ok;
1070
1071         if (!dim)
1072                 goto error;
1073
1074         if (!base)
1075                 goto error;
1076
1077         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
1078                   base->extra >= base->n_div + extra;
1079
1080         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1081                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1082                 isl_dim_free(dim);
1083                 return base;
1084         }
1085
1086         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1087         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1088         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1089         extra += base->extra;
1090         n_eq += base->n_eq;
1091         n_ineq += base->n_ineq;
1092
1093         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1094         dim = NULL;
1095         if (!ext)
1096                 goto error;
1097
1098         if (dims_ok)
1099                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1100         flags = base->flags;
1101         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1102         if (ext) {
1103                 ext->flags = flags;
1104                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1105         }
1106
1107         return ext;
1108
1109 error:
1110         isl_dim_free(dim);
1111         isl_basic_map_free(base);
1112         return NULL;
1113 }
1114
1115 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1116                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1117                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1118 {
1119         return (struct isl_basic_set *)
1120                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1121                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1122 }
1123
1124 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1125                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1126 {
1127         if (!base)
1128                 return NULL;
1129         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1130                                         0, n_eq, n_ineq);
1131 }
1132
1133 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1134                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1135                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1136 {
1137         struct isl_basic_map *bmap;
1138         struct isl_dim *dim;
1139
1140         if (!base)
1141                 return NULL;
1142         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1143         if (!dim)
1144                 goto error;
1145
1146         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1147         return bmap;
1148 error:
1149         isl_basic_map_free(base);
1150         return NULL;
1151 }
1152
1153 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1154                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1155                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1156 {
1157         return (struct isl_basic_set *)
1158                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1159                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1160 }
1161
1162 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1163                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1164 {
1165         return (struct isl_basic_set *)
1166                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1167                                                     n_eq, n_ineq);
1168 }
1169
1170 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1171 {
1172         return (struct isl_basic_set *)
1173                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1174 }
1175
1176 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1177 {
1178         if (!bmap)
1179                 return NULL;
1180
1181         if (bmap->ref > 1) {
1182                 bmap->ref--;
1183                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1184         }
1185         if (bmap)
1186                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1187         return bmap;
1188 }
1189
1190 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1191 {
1192         if (!set)
1193                 return NULL;
1194
1195         if (set->ref == 1)
1196                 return set;
1197         set->ref--;
1198         return isl_set_dup(set);
1199 }
1200
1201 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1202 {
1203         if (!map)
1204                 return NULL;
1205
1206         if (map->ref == 1)
1207                 return map;
1208         map->ref--;
1209         return isl_map_dup(map);
1210 }
1211
1212 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1213                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1214 {
1215         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1216         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1217         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1218 }
1219
1220 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1221         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1222 {
1223         int i;
1224         struct isl_blk blk;
1225
1226         if (!bmap)
1227                 goto error;
1228
1229         isl_assert(bmap->ctx,
1230                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1231
1232         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1233                 return bmap;
1234
1235         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1236         if (!bmap)
1237                 return NULL;
1238
1239         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1240         if (isl_blk_is_error(blk))
1241                 goto error;
1242
1243         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1244                 swap_vars(blk,
1245                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1246
1247         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1248                 swap_vars(blk,
1249                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1250
1251         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1252                 swap_vars(blk,
1253                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1254
1255         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1256
1257         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1258         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1259         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1260 error:
1261         isl_basic_map_free(bmap);
1262         return NULL;
1263 }
1264
1265 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1266         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1267 {
1268         unsigned dim;
1269         unsigned nparam;
1270
1271         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1272         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1273         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1274
1275         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1276 error:
1277         isl_basic_set_free(bset);
1278         return NULL;
1279 }
1280
1281 static __isl_give isl_set *isl_set_swap_vars(__isl_take isl_set *set,
1282         unsigned n)
1283 {
1284         int i;
1285         set = isl_set_cow(set);
1286         if (!set)
1287                 return NULL;
1288
1289         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1290                 set->p[i] = isl_basic_set_swap_vars(set->p[i], n);
1291                 if (!set->p[i]) {
1292                         isl_set_free(set);
1293                         return NULL;
1294                 }
1295         }
1296         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
1297         return set;
1298 }
1299
1300 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1301 {
1302         int i = 0;
1303         unsigned total;
1304         if (!bmap)
1305                 goto error;
1306         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1307         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1308         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1309         if (bmap->n_eq > 0)
1310                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1311         else {
1312                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1313                 if (i < 0)
1314                         goto error;
1315         }
1316         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1317         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1318         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1319         isl_vec_free(bmap->sample);
1320         bmap->sample = NULL;
1321         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1322 error:
1323         isl_basic_map_free(bmap);
1324         return NULL;
1325 }
1326
1327 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1328 {
1329         return (struct isl_basic_set *)
1330                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1331 }
1332
1333 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1334 {
1335         int i;
1336         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1337         isl_int *t = bmap->div[a];
1338         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1339         bmap->div[b] = t;
1340
1341         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1342                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1343
1344         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1345                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1346
1347         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1348                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1349         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1350 }
1351
1352 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1353  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1354  * are not removed.
1355  */
1356 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1357         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1358 {
1359         int i;
1360
1361         if (!map)
1362                 return NULL;
1363         if (n == 0)
1364                 return map;
1365
1366         map = isl_map_cow(map);
1367         if (!map)
1368                 return NULL;
1369         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1370         first += pos(map->dim, type) - 1;
1371
1372         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1373                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1374                 if (!map->p[i])
1375                         goto error;
1376         }
1377         return map;
1378 error:
1379         isl_map_free(map);
1380         return NULL;
1381 }
1382
1383 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1384  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1385  * are not removed.
1386  */
1387 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1388         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1389 {
1390         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1391 }
1392
1393 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1394  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1395  * are not removed.
1396  */
1397 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1398         unsigned first, unsigned n)
1399 {
1400         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1401 }
1402
1403 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1404         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1405 {
1406         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap, isl_dim_total(bmap->dim),
1407                                                 bmap->n_div);
1408         if (!bmap)
1409                 return NULL;
1410         bmap->n_div = 0;
1411         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1412 }
1413
1414 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1415         __isl_take isl_basic_set *bset)
1416 {
1417         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1418                         (struct isl_basic_map *)bset);
1419 }
1420
1421 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1422 {
1423         int i;
1424
1425         if (!map)
1426                 return NULL;
1427         if (map->n == 0)
1428                 return map;
1429
1430         map = isl_map_cow(map);
1431         if (!map)
1432                 return NULL;
1433
1434         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1435                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1436                 if (!map->p[i])
1437                         goto error;
1438         }
1439         return map;
1440 error:
1441         isl_map_free(map);
1442         return NULL;
1443 }
1444
1445 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1446 {
1447         return isl_map_remove_divs(set);
1448 }
1449
1450 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1451         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1452 {
1453         if (!bmap)
1454                 return NULL;
1455         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1456                         goto error);
1457         if (n == 0)
1458                 return bmap;
1459         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1460                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1461         if (!bmap)
1462                 return bmap;
1463         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1464                 return bmap;
1465         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1466         return bmap;
1467 error:
1468         isl_basic_map_free(bmap);
1469         return NULL;
1470 }
1471
1472 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1473  * any of the given variables.
1474  */
1475 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1476         unsigned first, unsigned n)
1477 {
1478         int i;
1479         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1480
1481         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1482                 return 0;
1483         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1484                 return 1;
1485
1486         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1487                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1488                         continue;
1489                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1490                         return 1;
1491         }
1492
1493         return 0;
1494 }
1495
1496 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1497  * in their definitions.
1498  */
1499 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1500         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1501         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1502 {
1503         int i;
1504
1505         if (!bmap)
1506                 return NULL;
1507         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1508                         goto error);
1509         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1510
1511         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1512                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1513                         continue;
1514                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1515         }
1516
1517         return bmap;
1518 error:
1519         isl_basic_map_free(bmap);
1520         return NULL;
1521 }
1522
1523 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1524         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1525 {
1526         int i;
1527
1528         if (!map)
1529                 return NULL;
1530         if (map->n == 0)
1531                 return map;
1532
1533         map = isl_map_cow(map);
1534         if (!map)
1535                 return NULL;
1536
1537         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1538                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1539                                                                 type, first, n);
1540                 if (!map->p[i])
1541                         goto error;
1542         }
1543         return map;
1544 error:
1545         isl_map_free(map);
1546         return NULL;
1547 }
1548
1549 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1550         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1551 {
1552         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1553                                                               type, first, n);
1554 }
1555
1556 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1557         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1558 {
1559         int i;
1560
1561         if (!bset)
1562                 return -1;
1563
1564         if (first + n > isl_basic_set_dim(bset, type))
1565                 isl_die(bset->ctx, isl_error_invalid,
1566                         "index out of bounds", return -1);
1567
1568         first += isl_basic_set_offset(bset, type);
1569         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1570                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->eq[i] + first, n) >= 0)
1571                         return 1;
1572         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1573                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->ineq[i] + first, n) >= 0)
1574                         return 1;
1575
1576         return 0;
1577 }
1578
1579 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1580         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1581 {
1582         int i;
1583
1584         if (!set)
1585                 return -1;
1586
1587         if (first + n > isl_set_dim(set, type))
1588                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
1589                         "index out of bounds", return -1);
1590
1591         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1592                 int involves = isl_basic_set_involves_dims(set->p[i],
1593                                                             type, first, n);
1594                 if (involves < 0 || !involves)
1595                         return involves;
1596         }
1597
1598         return 1;
1599 }
1600
1601 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1602  * on unknown divs.
1603  */
1604 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1605 {
1606         int i;
1607         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1608
1609         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1610                 return 1;
1611
1612         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1613                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1614                         continue;
1615                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1616                         return 1;
1617         }
1618
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1623  */
1624 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1625         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1626 {
1627         int i;
1628
1629         if (!bmap)
1630                 return NULL;
1631
1632         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1633                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1634                         continue;
1635                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1636         }
1637
1638         return bmap;
1639 }
1640
1641 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1642 {
1643         int i;
1644
1645         if (!map)
1646                 return NULL;
1647         if (map->n == 0)
1648                 return map;
1649
1650         map = isl_map_cow(map);
1651         if (!map)
1652                 return NULL;
1653
1654         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1655                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1656                 if (!map->p[i])
1657                         goto error;
1658         }
1659         return map;
1660 error:
1661         isl_map_free(map);
1662         return NULL;
1663 }
1664
1665 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1666 {
1667         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1668 }
1669
1670 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1671         __isl_take isl_basic_set *bset,
1672         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1673 {
1674         return (isl_basic_set *)
1675             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1676 }
1677
1678 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1679         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1680 {
1681         int i;
1682
1683         if (n == 0)
1684                 return map;
1685
1686         map = isl_map_cow(map);
1687         if (!map)
1688                 return NULL;
1689         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1690
1691         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1692                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1693                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1694                 if (!map->p[i])
1695                         goto error;
1696         }
1697         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1698         return map;
1699 error:
1700         isl_map_free(map);
1701         return NULL;
1702 }
1703
1704 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1705         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1706 {
1707         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1708 }
1709
1710 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1711 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1712         unsigned first, unsigned n)
1713 {
1714         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1715 }
1716
1717 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1718                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1719 {
1720         const char *name;
1721         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1722         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1723         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1724         if (!pos)
1725                 isl_int_print(out, c, 0);
1726         else {
1727                 if (!isl_int_is_one(c))
1728                         isl_int_print(out, c, 0);
1729                 if (pos < 1 + nparam) {
1730                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1731                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1732                         if (name)
1733                                 fprintf(out, "%s", name);
1734                         else
1735                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1736                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1737                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1738                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1739                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1740                 else
1741                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1742         }
1743 }
1744
1745 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1746                                 int sign, FILE *out)
1747 {
1748         int i;
1749         int first;
1750         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1751         isl_int v;
1752
1753         isl_int_init(v);
1754         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1755                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1756                         continue;
1757                 if (!first)
1758                         fprintf(out, " + ");
1759                 first = 0;
1760                 isl_int_abs(v, c[i]);
1761                 dump_term(bmap, v, i, out);
1762         }
1763         isl_int_clear(v);
1764         if (first)
1765                 fprintf(out, "0");
1766 }
1767
1768 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1769                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1770 {
1771         int i;
1772
1773         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1774
1775         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1776         fprintf(out, " %s ", op);
1777         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1778
1779         fprintf(out, "\n");
1780
1781         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1782                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1783                         continue;
1784                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1785                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1786                 abort();
1787         }
1788 }
1789
1790 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1791                                 isl_int **c, unsigned n,
1792                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1793 {
1794         int i;
1795
1796         for (i = 0; i < n; ++i)
1797                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1798 }
1799
1800 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1801 {
1802         int j;
1803         int first = 1;
1804         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1805
1806         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1807                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1808                         continue;
1809                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1810                         fprintf(out, "+");
1811                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1812                 first = 0;
1813         }
1814 }
1815
1816 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1817 {
1818         int i;
1819
1820         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1821         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1822
1823         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1824                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1825                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1826                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1827                 fprintf(out, ")/");
1828                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1829                 fprintf(out, "]\n");
1830         }
1831 }
1832
1833 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
1834         FILE *out, int indent)
1835 {
1836         if (!bset) {
1837                 fprintf(out, "null basic set\n");
1838                 return;
1839         }
1840
1841         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1842         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1843                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1844                         bset->extra, bset->flags);
1845         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1846 }
1847
1848 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
1849         FILE *out, int indent)
1850 {
1851         if (!bmap) {
1852                 fprintf(out, "null basic map\n");
1853                 return;
1854         }
1855
1856         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1857         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1858                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1859                 bmap->ref,
1860                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1861                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1862         dump(bmap, out, indent);
1863 }
1864
1865 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1866 {
1867         unsigned total;
1868         if (!bmap)
1869                 return -1;
1870         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1871         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1872         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1873         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1874         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1875         return 0;
1876 }
1877
1878 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1879 {
1880         struct isl_set *set;
1881
1882         if (!dim)
1883                 return NULL;
1884         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
1885         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
1886         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1887                         sizeof(struct isl_set) +
1888                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1889         if (!set)
1890                 goto error;
1891
1892         set->ctx = dim->ctx;
1893         isl_ctx_ref(set->ctx);
1894         set->ref = 1;
1895         set->size = n;
1896         set->n = 0;
1897         set->dim = dim;
1898         set->flags = flags;
1899         return set;
1900 error:
1901         isl_dim_free(dim);
1902         return NULL;
1903 }
1904
1905 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1906                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1907 {
1908         struct isl_set *set;
1909         struct isl_dim *dims;
1910
1911         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1912         if (!dims)
1913                 return NULL;
1914
1915         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1916         return set;
1917 }
1918
1919 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1920  */
1921 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1922 {
1923         int i;
1924         struct isl_map *grown = NULL;
1925
1926         if (!map)
1927                 return NULL;
1928         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1929         if (map->n + n <= map->size)
1930                 return map;
1931         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1932         if (!grown)
1933                 goto error;
1934         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1935                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1936                 if (!grown->p[i])
1937                         goto error;
1938                 grown->n++;
1939         }
1940         isl_map_free(map);
1941         return grown;
1942 error:
1943         isl_map_free(grown);
1944         isl_map_free(map);
1945         return NULL;
1946 }
1947
1948 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1949  */
1950 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1951 {
1952         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1953 }
1954
1955 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1956 {
1957         int i;
1958         struct isl_set *dup;
1959
1960         if (!set)
1961                 return NULL;
1962
1963         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1964         if (!dup)
1965                 return NULL;
1966         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1967                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1968         return dup;
1969 }
1970
1971 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1972 {
1973         return isl_map_from_basic_map(bset);
1974 }
1975
1976 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1977 {
1978         struct isl_map *map;
1979
1980         if (!bmap)
1981                 return NULL;
1982
1983         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1984         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1985 }
1986
1987 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1988                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1989 {
1990         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1991                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1992 }
1993
1994 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1995 {
1996         int i;
1997
1998         if (!set)
1999                 return;
2000
2001         if (--set->ref > 0)
2002                 return;
2003
2004         isl_ctx_deref(set->ctx);
2005         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2006                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2007         isl_dim_free(set->dim);
2008         free(set);
2009 }
2010
2011 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2012 {
2013         int i;
2014
2015         if (!set) {
2016                 fprintf(out, "null set\n");
2017                 return;
2018         }
2019
2020         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2021         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2022                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2023                         set->flags);
2024         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2025                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2026                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2027                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2028         }
2029 }
2030
2031 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2032 {
2033         int i;
2034
2035         if (!map) {
2036                 fprintf(out, "null map\n");
2037                 return;
2038         }
2039
2040         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2041         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2042                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2043                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2044                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
2045         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2046                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2047                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2048                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2049         }
2050 }
2051
2052 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2053                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2054 {
2055         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2056
2057         if (!bmap || !bset)
2058                 goto error;
2059
2060         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2061                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2062
2063         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2064                 isl_assert(bset->ctx,
2065                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2066
2067         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2068         if (!bmap)
2069                 goto error;
2070         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2071                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2072         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2073         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2074
2075         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2076         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2077 error:
2078         isl_basic_map_free(bmap);
2079         isl_basic_set_free(bset);
2080         return NULL;
2081 }
2082
2083 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2084                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2085 {
2086         struct isl_basic_map *bmap_range;
2087
2088         if (!bmap || !bset)
2089                 goto error;
2090
2091         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2092                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2093
2094         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2095                 isl_assert(bset->ctx,
2096                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2097
2098         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2099                 isl_basic_set_free(bset);
2100                 return bmap;
2101         }
2102
2103         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2104         if (!bmap)
2105                 goto error;
2106         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2107                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2108         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
2109         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2110
2111         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2112         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2113 error:
2114         isl_basic_map_free(bmap);
2115         isl_basic_set_free(bset);
2116         return NULL;
2117 }
2118
2119 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2120 {
2121         int i;
2122         unsigned total;
2123         isl_int s;
2124
2125         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2126         if (total != vec->size)
2127                 return -1;
2128
2129         isl_int_init(s);
2130
2131         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2132                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2133                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2134                         isl_int_clear(s);
2135                         return 0;
2136                 }
2137         }
2138
2139         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2140                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2141                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2142                         isl_int_clear(s);
2143                         return 0;
2144                 }
2145         }
2146
2147         isl_int_clear(s);
2148
2149         return 1;
2150 }
2151
2152 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2153 {
2154         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2155 }
2156
2157 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2158                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2159 {
2160         struct isl_vec *sample = NULL;
2161
2162         if (!bmap1 || !bmap2)
2163                 goto error;
2164
2165         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2166                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2167         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
2168                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2169             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2170                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2171                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2172
2173         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2174                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2175                 isl_assert(bmap1->ctx,
2176                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2177
2178         if (bmap1->sample &&
2179             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2180             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2181                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2182         else if (bmap2->sample &&
2183             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2184             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2185                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2186
2187         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2188         if (!bmap1)
2189                 goto error;
2190         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
2191                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2192         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2193
2194         if (!bmap1)
2195                 isl_vec_free(sample);
2196         else if (sample) {
2197                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2198                 bmap1->sample = sample;
2199         }
2200
2201         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2202         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2203 error:
2204         if (sample)
2205                 isl_vec_free(sample);
2206         isl_basic_map_free(bmap1);
2207         isl_basic_map_free(bmap2);
2208         return NULL;
2209 }
2210
2211 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2212                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2213 {
2214         return (struct isl_basic_set *)
2215                 isl_basic_map_intersect(
2216                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2217                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2218 }
2219
2220 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2221  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2222  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2223  * added to the other map.
2224  */
2225 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2226         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2227 {
2228         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2229         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2230         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2231         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2232
2233         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2234                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2235
2236         isl_assert(map2->ctx,
2237                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2238
2239         map1 = isl_map_cow(map1);
2240         if (!map1)
2241                 goto error;
2242         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2243                 isl_map_free(map2);
2244                 return map1;
2245         }
2246         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2247         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2248                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2249         else
2250                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2251                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2252
2253         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2254         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2255         if (!map1->p[0])
2256                 goto error;
2257
2258         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2259                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2260                 map1->n = 0;
2261         }
2262
2263         isl_map_free(map2);
2264
2265         return map1;
2266 error:
2267         isl_map_free(map1);
2268         isl_map_free(map2);
2269         return NULL;
2270 }
2271
2272 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2273 {
2274         unsigned flags = 0;
2275         struct isl_map *result;
2276         int i, j;
2277
2278         if (!map1 || !map2)
2279                 goto error;
2280
2281         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2282                 isl_map_free(map2);
2283                 return map1;
2284         }
2285         if (isl_map_plain_is_empty(map2)) {
2286                 isl_map_free(map1);
2287                 return map2;
2288         }
2289
2290         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2291             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2292             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2293             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2294              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2295                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2296         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2297                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2298         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2299                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2300             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2301                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2302
2303         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2304                 isl_assert(map1->ctx,
2305                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2306
2307         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2308             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2309                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2310
2311         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2312                                 map1->n * map2->n, flags);
2313         if (!result)
2314                 goto error;
2315         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2316                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2317                         struct isl_basic_map *part;
2318                         part = isl_basic_map_intersect(
2319                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2320                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2321                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2322                                 isl_basic_map_free(part);
2323                         else
2324                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2325                         if (!result)
2326                                 goto error;
2327                 }
2328         isl_map_free(map1);
2329         isl_map_free(map2);
2330         return result;
2331 error:
2332         isl_map_free(map1);
2333         isl_map_free(map2);
2334         return NULL;
2335 }
2336
2337 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2338 {
2339         return (struct isl_set *)
2340                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2341                                   (struct isl_map *)set2);
2342 }
2343
2344 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2345 {
2346         struct isl_dim *dim;
2347         struct isl_basic_set *bset;
2348         unsigned in;
2349
2350         if (!bmap)
2351                 return NULL;
2352         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2353         if (!bmap)
2354                 return NULL;
2355         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2356         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2357         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2358         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2359         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2360 }
2361
2362 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2363                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2364 {
2365         struct isl_dim *res_dim;
2366         struct isl_basic_map *res;
2367         struct isl_dim_map *dim_map;
2368         unsigned total, off;
2369         enum isl_dim_type t;
2370
2371         if (n == 0)
2372                 return bmap;
2373
2374         if (!bmap)
2375                 return NULL;
2376
2377         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2378
2379         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2380         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2381         off = 0;
2382         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2383                 if (t != type) {
2384                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2385                 } else {
2386                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2387                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2388                                                 0, pos, off);
2389                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2390                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2391                 }
2392                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2393         }
2394         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2395
2396         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2397                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2398         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2399                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2400         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2401         return isl_basic_map_finalize(res);
2402 }
2403
2404 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2405                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2406 {
2407         if (!bmap)
2408                 return NULL;
2409         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2410                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2411 }
2412
2413 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2414                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2415 {
2416         if (!bset)
2417                 return NULL;
2418         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2419         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2420 error:
2421         isl_basic_set_free(bset);
2422         return NULL;
2423 }
2424
2425 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2426                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2427 {
2428         int i;
2429
2430         if (n == 0)
2431                 return map;
2432
2433         map = isl_map_cow(map);
2434         if (!map)
2435                 return NULL;
2436
2437         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2438         if (!map->dim)
2439                 goto error;
2440
2441         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2442                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2443                 if (!map->p[i])
2444                         goto error;
2445         }
2446
2447         return map;
2448 error:
2449         isl_map_free(map);
2450         return NULL;
2451 }
2452
2453 __isl_give isl_set *isl_set_insert(__isl_take isl_set *set,
2454                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2455 {
2456         return (isl_set *)isl_map_insert((isl_map *)set, type, pos, n);
2457 }
2458
2459 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2460                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2461 {
2462         if (!map)
2463                 return NULL;
2464         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2465 }
2466
2467 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2468                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2469 {
2470         if (!set)
2471                 return NULL;
2472         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2473         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2474 error:
2475         isl_set_free(set);
2476         return NULL;
2477 }
2478
2479 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2480         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2481         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2482         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2483 {
2484         struct isl_dim_map *dim_map;
2485         struct isl_basic_map *res;
2486         enum isl_dim_type t;
2487         unsigned total, off;
2488
2489         if (!bmap)
2490                 return NULL;
2491         if (n == 0)
2492                 return bmap;
2493
2494         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2495                 goto error);
2496
2497         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2498                 return bmap;
2499
2500         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2501
2502         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2503             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2504                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2505                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2506                 if (!bmap)
2507                         return NULL;
2508
2509                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2510                                                 src_type, src_pos, n);
2511                 if (!bmap->dim)
2512                         goto error;
2513
2514                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2515
2516                 return bmap;
2517         }
2518
2519         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2520         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2521
2522         off = 0;
2523         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2524                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2525                 if (t == dst_type) {
2526                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2527                                             0, dst_pos, off);
2528                         off += dst_pos;
2529                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2530                                             src_pos, n, off);
2531                         off += n;
2532                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2533                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2534                         off += size - dst_pos;
2535                 } else if (t == src_type) {
2536                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2537                                             0, src_pos, off);
2538                         off += src_pos;
2539                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2540                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2541                         off += size - src_pos - n;
2542                 } else {
2543                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2544                         off += size;
2545                 }
2546         }
2547         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2548
2549         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2550                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2551         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2552
2553         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2554                                         src_type, src_pos, n);
2555         if (!bmap->dim)
2556                 goto error;
2557
2558         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2559         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2560         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2561
2562         return bmap;
2563 error:
2564         isl_basic_map_free(bmap);
2565         return NULL;
2566 }
2567
2568 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2569         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2570         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2571 {
2572         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2573                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2574 }
2575
2576 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2577         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2578         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2579 {
2580         if (!set)
2581                 return NULL;
2582         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2583         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2584                                         src_type, src_pos, n);
2585 error:
2586         isl_set_free(set);
2587         return NULL;
2588 }
2589
2590 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2591         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2592         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2593 {
2594         int i;
2595
2596         if (!map)
2597                 return NULL;
2598         if (n == 0)
2599                 return map;
2600
2601         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2602                 goto error);
2603
2604         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2605                 return map;
2606
2607         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2608
2609         map = isl_map_cow(map);
2610         if (!map)
2611                 return NULL;
2612
2613         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2614         if (!map->dim)
2615                 goto error;
2616
2617         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2618                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2619                                                 dst_type, dst_pos,
2620                                                 src_type, src_pos, n);
2621                 if (!map->p[i])
2622                         goto error;
2623         }
2624
2625         return map;
2626 error:
2627         isl_map_free(map);
2628         return NULL;
2629 }
2630
2631 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2632  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2633  * That's the responsibility of the caller.
2634  */
2635 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2636         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2637 {
2638         struct isl_dim_map *dim_map;
2639         struct isl_basic_map *res;
2640         enum isl_dim_type t;
2641         unsigned total, off;
2642
2643         if (!bmap)
2644                 return NULL;
2645         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2646                 return bmap;
2647
2648         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2649         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2650
2651         off = 0;
2652         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2653                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2654                 if (t == type) {
2655                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2656                                             0, first, off);
2657                         off += first;
2658                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2659                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2660                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2661                                             first + n, size - (first + n), off);
2662                         off += size - (first + n);
2663                 } else {
2664                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2665                         off += size;
2666                 }
2667         }
2668         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2669
2670         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2671                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2672         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2673         return res;
2674 }
2675
2676 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2677  * into existentially quantified variables.
2678  */
2679 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2680                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2681                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2682 {
2683         int i;
2684         size_t row_size;
2685         isl_int **new_div;
2686         isl_int *old;
2687
2688         if (n == 0)
2689                 return bmap;
2690
2691         if (!bmap)
2692                 return NULL;
2693
2694         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2695                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
2696
2697         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2698                         goto error);
2699
2700         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2701         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2702         if (!bmap)
2703                 return NULL;
2704
2705         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2706         old = bmap->block2.data;
2707         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2708                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2709         if (!bmap->block2.data)
2710                 goto error;
2711         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2712         if (!new_div)
2713                 goto error;
2714         for (i = 0; i < n; ++i) {
2715                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2716                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2717                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2718         }
2719         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2720                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2721         free(bmap->div);
2722         bmap->div = new_div;
2723         bmap->n_div += n;
2724         bmap->extra += n;
2725
2726         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2727         if (!bmap->dim)
2728                 goto error;
2729         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2730         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2731         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2732 error:
2733         isl_basic_map_free(bmap);
2734         return NULL;
2735 }
2736
2737 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2738  * into existentially quantified variables.
2739  */
2740 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2741                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2742 {
2743         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2744                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2745 }
2746
2747 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2748  * into existentially quantified variables.
2749  */
2750 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2751                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2752 {
2753         int i;
2754
2755         if (!map)
2756                 return NULL;
2757
2758         if (n == 0)
2759                 return map;
2760
2761         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2762
2763         map = isl_map_cow(map);
2764         if (!map)
2765                 return NULL;
2766
2767         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2768         if (!map->dim)
2769                 goto error;
2770
2771         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2772                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2773                 if (!map->p[i])
2774                         goto error;
2775         }
2776
2777         return map;
2778 error:
2779         isl_map_free(map);
2780         return NULL;
2781 }
2782
2783 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2784  * into existentially quantified variables.
2785  */
2786 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2787                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2788 {
2789         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2790 }
2791
2792 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2793 {
2794         int i, j;
2795
2796         for (i = 0; i < n; ++i) {
2797                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2798                 if (j < 0)
2799                         goto error;
2800                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2801         }
2802         return bmap;
2803 error:
2804         isl_basic_map_free(bmap);
2805         return NULL;
2806 }
2807
2808 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2809                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2810 {
2811         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2812         struct isl_basic_map *bmap;
2813         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2814         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2815
2816         if (!bmap1 || !bmap2)
2817                 goto error;
2818
2819         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2820                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2821
2822         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2823         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2824         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2825         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2826
2827         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2828         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2829         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2830         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2831         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2832         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2833         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2834         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2835         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2836         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2837         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2838
2839         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2840                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2841                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2842                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2843         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2844         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2845         bmap = add_divs(bmap, n);
2846         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2847         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2848         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2849 error:
2850         isl_basic_map_free(bmap1);
2851         isl_basic_map_free(bmap2);
2852         return NULL;
2853 }
2854
2855 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2856                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2857 {
2858         if (!bset || !bmap)
2859                 goto error;
2860
2861         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2862                     goto error);
2863
2864         return (struct isl_basic_set *)
2865                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2866 error:
2867         isl_basic_set_free(bset);
2868         isl_basic_map_free(bmap);
2869         return NULL;
2870 }
2871
2872 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2873                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2874 {
2875         if (!bmap1 || !bmap2)
2876                 goto error;
2877
2878         isl_assert(bmap1->ctx,
2879             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2880         isl_assert(bmap1->ctx,
2881             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2882             goto error);
2883
2884         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2885         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2886         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2887 error:
2888         isl_basic_map_free(bmap1);
2889         isl_basic_map_free(bmap2);
2890         return NULL;
2891 }
2892
2893 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2894  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2895  */
2896 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2897                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2898 {
2899         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2900         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2901         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2902         int i;
2903
2904         if (!bmap1 || !bmap2)
2905                 goto error;
2906
2907         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2908                 goto error);
2909
2910         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2911         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2912         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2913
2914         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2915         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2916         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2917         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2918         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2919         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2920         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2921         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2922         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2923         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2924         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2925
2926         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2927                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2928                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2929                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2930         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2931                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2932                 if (j < 0)
2933                         goto error;
2934                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2935                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2936                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2937                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2938         }
2939         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2940         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2941         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2942
2943         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2944         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2945 error:
2946         isl_basic_map_free(bmap);
2947         isl_basic_map_free(bmap1);
2948         isl_basic_map_free(bmap2);
2949         return NULL;
2950 }
2951
2952 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2953  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2954  */
2955 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2956 {
2957         struct isl_map *result;
2958         int i, j;
2959
2960         if (!map1 || !map2)
2961                 goto error;
2962
2963         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2964
2965         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2966                                 map1->n * map2->n, 0);
2967         if (!result)
2968                 goto error;
2969         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2970                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2971                         struct isl_basic_map *part;
2972                         part = isl_basic_map_sum(
2973                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2974                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2975                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2976                                 isl_basic_map_free(part);
2977                         else
2978                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2979                         if (!result)
2980                                 goto error;
2981                 }
2982         isl_map_free(map1);
2983         isl_map_free(map2);
2984         return result;
2985 error:
2986         isl_map_free(map1);
2987         isl_map_free(map2);
2988         return NULL;
2989 }
2990
2991 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
2992         __isl_take isl_set *set2)
2993 {
2994         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
2995 }
2996
2997 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2998  */
2999 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3000 {
3001         int i, j;
3002         unsigned off, n;
3003
3004         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3005         if (!bmap)
3006                 return NULL;
3007
3008         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3009         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3010         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3011                 for (j = 0; j < n; ++j)
3012                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3013         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3014                 for (j = 0; j < n; ++j)
3015                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3016         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3017                 for (j = 0; j < n; ++j)
3018                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3019         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3020 }
3021
3022 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3023 {
3024         return isl_basic_map_neg(bset);
3025 }
3026
3027 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3028  */
3029 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3030 {
3031         int i;
3032
3033         map = isl_map_cow(map);
3034         if (!map)
3035                 return NULL;
3036
3037         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3038                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3039                 if (!map->p[i])
3040                         goto error;
3041         }
3042
3043         return map;
3044 error:
3045         isl_map_free(map);
3046         return NULL;
3047 }
3048
3049 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3050 {
3051         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3052 }
3053
3054 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3055  * A -> floor(f(A)/d).
3056  */
3057 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3058                 isl_int d)
3059 {
3060         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3061         struct isl_basic_map *result = NULL;
3062         struct isl_dim_map *dim_map;
3063         int i;
3064
3065         if (!bmap)
3066                 return NULL;
3067
3068         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3069         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3070         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3071
3072         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3073         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3074         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3075         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3076         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3077         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3078
3079         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
3080                         bmap->n_div + n_out,
3081                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3082         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3083         result = add_divs(result, n_out);
3084         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3085                 int j;
3086                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3087                 if (j < 0)
3088                         goto error;
3089                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3090                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3091                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3092                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3093                 if (j < 0)
3094                         goto error;
3095                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3096                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3097                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3098                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3099         }
3100
3101         result = isl_basic_map_simplify(result);
3102         return isl_basic_map_finalize(result);
3103 error:
3104         isl_basic_map_free(result);
3105         return NULL;
3106 }
3107
3108 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3109  * A -> floor(f(A)/d).
3110  */
3111 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3112 {
3113         int i;
3114
3115         map = isl_map_cow(map);
3116         if (!map)
3117                 return NULL;
3118
3119         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3120         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3121         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3122                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3123                 if (!map->p[i])
3124                         goto error;
3125         }
3126
3127         return map;
3128 error:
3129         isl_map_free(map);
3130         return NULL;
3131 }
3132
3133 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3134 {
3135         int i;
3136         unsigned nparam;
3137         unsigned n_in;
3138
3139         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3140         if (i < 0)
3141                 goto error;
3142         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3143         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3144         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3145         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3146         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3147         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3148 error:
3149         isl_basic_map_free(bmap);
3150         return NULL;
3151 }
3152
3153 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3154  */
3155 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3156 {
3157         int i;
3158         unsigned nparam;
3159         unsigned n_in;
3160
3161         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3162         if (i < 0)
3163                 goto error;
3164         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3165         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3166         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3167         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3168         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3169         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3170         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3171 error:
3172         isl_basic_map_free(bmap);
3173         return NULL;
3174 }
3175
3176 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3177  */
3178 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3179         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3180 {
3181         int i;
3182         unsigned nparam;
3183         unsigned n_in;
3184
3185         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3186         if (i < 0)
3187                 goto error;
3188         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3189         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3190         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3191         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3192         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3193         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3194 error:
3195         isl_basic_map_free(bmap);
3196         return NULL;
3197 }
3198
3199 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3200  */
3201 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3202 {
3203         int i;
3204         unsigned nparam;
3205         unsigned n_in;
3206
3207         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3208         if (i < 0)
3209                 goto error;
3210         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3211         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3212         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3213         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3214         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3215         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3216         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3217 error:
3218         isl_basic_map_free(bmap);
3219         return NULL;
3220 }
3221
3222 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3223  */
3224 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3225         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3226 {
3227         int i;
3228         unsigned nparam;
3229         unsigned n_in;
3230
3231         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3232         if (i < 0)
3233                 goto error;
3234         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3235         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3236         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3237         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3238         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3239         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3240 error:
3241         isl_basic_map_free(bmap);
3242         return NULL;
3243 }
3244
3245 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
3246 {
3247         int i;
3248         struct isl_basic_map *bmap;
3249         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
3250         if (!bmap)
3251                 return NULL;
3252         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3253                 bmap = var_equal(bmap, i);
3254         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3255 }
3256
3257 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3258  */
3259 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3260 {
3261         int i;
3262         struct isl_basic_map *bmap;
3263         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3264         if (!bmap)
3265                 return NULL;
3266         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3267                 bmap = var_equal(bmap, i);
3268         if (bmap)
3269                 bmap = var_less(bmap, pos);
3270         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3271 }
3272
3273 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3274  */
3275 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3276         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3277 {
3278         int i;
3279         isl_basic_map *bmap;
3280
3281         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3282         for (i = 0; i < pos; ++i)
3283                 bmap = var_equal(bmap, i);
3284         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3285         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3286 }
3287
3288 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3289  */
3290 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3291 {
3292         int i;
3293         struct isl_basic_map *bmap;
3294         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3295         if (!bmap)
3296                 return NULL;
3297         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3298                 bmap = var_equal(bmap, i);
3299         if (bmap)
3300                 bmap = var_more(bmap, pos);
3301         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3302 }
3303
3304 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3305  */
3306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3307         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3308 {
3309         int i;
3310         isl_basic_map *bmap;
3311
3312         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3313         for (i = 0; i < pos; ++i)
3314                 bmap = var_equal(bmap, i);
3315         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3316         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3317 }
3318
3319 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3320         unsigned n, int equal)
3321 {
3322         struct isl_map *map;
3323         int i;
3324
3325         if (n == 0 && equal)
3326                 return isl_map_universe(dims);
3327
3328         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3329
3330         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3331                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3332                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3333         if (n > 0) {
3334                 if (equal)
3335                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3336                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3337                 else
3338                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3339                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3340         } else
3341                 isl_dim_free(dims);
3342
3343         return map;
3344 }
3345
3346 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3347 {
3348         if (!dims)
3349                 return NULL;
3350         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3351 }
3352
3353 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3354 {
3355         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3356 }
3357
3358 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3359 {
3360         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3361 }
3362
3363 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3364 {
3365         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3366 }
3367
3368 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3369 {
3370         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3371 }
3372
3373 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3374         unsigned n, int equal)
3375 {
3376         struct isl_map *map;
3377         int i;
3378
3379         if (n == 0 && equal)
3380                 return isl_map_universe(dims);
3381
3382         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3383
3384         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3385                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3386                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3387         if (n > 0) {
3388                 if (equal)
3389                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3390                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3391                 else
3392                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3393                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3394         } else
3395                 isl_dim_free(dims);
3396
3397         return map;
3398 }
3399
3400 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3401 {
3402         if (!dims)
3403                 return NULL;
3404         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3405 }
3406
3407 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3408 {
3409         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3410 }
3411
3412 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3413 {
3414         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3415 }
3416
3417 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3418 {
3419         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3420 }
3421
3422 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3423 {
3424         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3425 }
3426
3427 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3428         __isl_take isl_set *set2)
3429 {
3430         isl_map *map;
3431         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_dim(set1));
3432         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3433         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3434         return map;
3435 }
3436
3437 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3438         __isl_take isl_set *set2)
3439 {
3440         isl_map *map;
3441         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_dim(set1));
3442         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3443         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3444         return map;
3445 }
3446
3447 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3448         __isl_take isl_set *set2)
3449 {
3450         isl_map *map;
3451         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_dim(set1));
3452         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3453         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3454         return map;
3455 }
3456
3457 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3458         __isl_take isl_set *set2)
3459 {
3460         isl_map *map;
3461         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_dim(set1));
3462         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3463         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3464         return map;
3465 }
3466
3467 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3468         __isl_take isl_map *map2)
3469 {
3470         isl_map *map;
3471         map = isl_map_lex_le(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3472         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3473         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3474         return map;
3475 }
3476
3477 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3478         __isl_take isl_map *map2)
3479 {
3480         isl_map *map;
3481         map = isl_map_lex_lt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3482         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3483         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3484         return map;
3485 }
3486
3487 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3488         __isl_take isl_map *map2)
3489 {
3490         isl_map *map;
3491         map = isl_map_lex_ge(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3492         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3493         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3494         return map;
3495 }
3496
3497 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3498         __isl_take isl_map *map2)
3499 {
3500         isl_map *map;
3501         map = isl_map_lex_gt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3502         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3503         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3504         return map;
3505 }
3506
3507 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3508                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3509 {
3510         struct isl_basic_map *bmap;
3511
3512         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3513         if (!bset || !dim)
3514                 goto error;
3515
3516         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3517         isl_dim_free(bset->dim);
3518         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3519         bmap->dim = dim;
3520         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3521 error:
3522         isl_basic_set_free(bset);
3523         isl_dim_free(dim);
3524         return NULL;
3525 }
3526
3527 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3528 {
3529         if (!bmap)
3530                 goto error;
3531         if (bmap->dim->n_in == 0)
3532                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3533         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3534         if (!bmap)
3535                 goto error;
3536         bmap->dim = isl_dim_as_set_dim(bmap->dim);
3537         if (!bmap->dim)
3538                 goto error;
3539         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3540         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3541 error:
3542         isl_basic_map_free(bmap);
3543         return NULL;
3544 }
3545
3546 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3547  *
3548  *              f - m d >= 0
3549  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3550  *
3551  * Note that the second constraint is the negation of
3552  *
3553  *              f - m d >= n
3554  */
3555 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3556         unsigned pos, isl_int *div)
3557 {
3558         int i, j;
3559         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3560
3561         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3562         if (i < 0)
3563                 return -1;
3564         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3565         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3566
3567         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3568         if (j < 0)
3569                 return -1;
3570         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3571         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3572         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3573         return j;
3574 }
3575
3576 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3577         unsigned pos, isl_int *div)
3578 {
3579         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3580                                                         pos, div);
3581 }
3582
3583 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3584 {
3585         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3586         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3587
3588         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3589                                                         bmap->div[div]);
3590 }
3591
3592 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3593                 struct isl_basic_map *bmap)
3594 {
3595         if (!bmap)
3596                 goto error;
3597         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3598             bmap->n_div == 0 &&
3599             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3600             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3601                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3602         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3603         if (!bmap)
3604                 goto error;
3605         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3606         if (!bmap->dim)
3607                 goto error;
3608         bmap->extra -= bmap->n_div;
3609         bmap->n_div = 0;
3610         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3611         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3612 error:
3613         return NULL;
3614 }
3615
3616 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3617                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3618 {
3619         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3620 }
3621
3622 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3623         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3624 {
3625         struct isl_basic_map *bmap;
3626         struct isl_ctx *ctx;
3627         unsigned total;
3628         int i;
3629
3630         if (!bset || !like)
3631                 goto error;
3632         ctx = bset->ctx;
3633         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3634         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3635         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3636                         goto error);
3637         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3638                 isl_basic_map_free(like);
3639                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3640         }
3641         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3642         if (!bset)
3643                 goto error;
3644         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3645         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3646         isl_dim_free(bmap->dim);
3647         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3648         if (!bmap->dim)
3649                 goto error;
3650         bmap->n_div = like->n_div;
3651         bmap->extra += like->n_div;
3652         if (bmap->extra) {
3653                 unsigned ltotal;
3654                 isl_int **div;
3655                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3656                 if (ltotal > total)
3657                         ltotal = total;
3658                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3659                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3660                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3661                         goto error;
3662                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3663                 if (!div)
3664                         goto error;
3665                 bmap->div = div;
3666                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3667                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3668                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3669                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3670                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3671                 }
3672                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3673                                                         0, 2 * like->n_div);
3674                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3675                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3676                                 continue;
3677                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3678                                 goto error;
3679                 }
3680         }
3681         isl_basic_map_free(like);
3682         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3683         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3684         return bmap;
3685 error:
3686         isl_basic_map_free(like);
3687         isl_basic_set_free(bset);
3688         return NULL;
3689 }
3690
3691 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3692         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3693 {
3694         return (struct isl_basic_set *)
3695                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3696 }
3697
3698 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3699         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3700 {
3701         int i;
3702
3703         if (!set || !like)
3704                 goto error;
3705         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3706                     goto error);
3707         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3708                 isl_basic_set_free(like);
3709                 return set;
3710         }
3711         set = isl_set_cow(set);
3712         if (!set)
3713                 goto error;
3714         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3715                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3716                                                       isl_basic_set_copy(like));
3717                 if (!set->p[i])
3718                         goto error;
3719         }
3720         isl_dim_free(set->dim);
3721         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3722         if (!set->dim)
3723                 goto error;
3724         isl_basic_set_free(like);
3725         return set;
3726 error:
3727         isl_basic_set_free(like);
3728         isl_set_free(set);
3729         return NULL;
3730 }
3731
3732 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3733 {
3734         int i;
3735
3736         map = isl_map_cow(map);
3737         if (!map)
3738                 return NULL;
3739         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3740         if (!map->dim)
3741                 goto error;
3742
3743         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3744                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3745                                 goto error);
3746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3747                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3748                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3749                 if (!map->p[i])
3750                         goto error;
3751         }
3752         if (map->n == 0)
3753                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3754         else {
3755                 isl_dim_free(map->dim);
3756                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3757         }
3758         if (!map->dim)
3759                 goto error;
3760         return (struct isl_set *)map;
3761 error:
3762         isl_map_free(map);
3763         return NULL;
3764 }
3765
3766 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3767 {
3768         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3769 }
3770
3771 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3772         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3773 {
3774         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3775         if (!bmap || !dim)
3776                 goto error;
3777
3778         isl_dim_free(bmap->dim);
3779         bmap->dim = dim;
3780
3781         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3782
3783         return bmap;
3784 error:
3785         isl_basic_map_free(bmap);
3786         isl_dim_free(dim);
3787         return NULL;
3788 }
3789
3790 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3791         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3792 {
3793         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3794                                                         dim);
3795 }
3796
3797 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3798         __isl_take isl_dim *dim)
3799 {
3800         int i;
3801
3802         map = isl_map_cow(map);
3803         if (!map || !dim)
3804                 goto error;
3805
3806         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3807                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3808                                                     isl_dim_copy(dim));
3809                 if (!map->p[i])
3810                         goto error;
3811         }
3812         isl_dim_free(map->dim);
3813         map->dim = dim;
3814
3815         return map;
3816 error:
3817         isl_map_free(map);
3818         isl_dim_free(dim);
3819         return NULL;
3820 }
3821
3822 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
3823         __isl_take isl_dim *dim)
3824 {
3825         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3826 }
3827
3828 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3829 {
3830         isl_dim *dim;
3831         struct isl_basic_set *domain;
3832         unsigned n_in;
3833         unsigned n_out;
3834
3835         if (!bmap)
3836                 return NULL;
3837         dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
3838
3839         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3840         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3841         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3842         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3843
3844         domain = isl_basic_set_reset_dim(domain, dim);
3845
3846         return domain;
3847 }
3848
3849 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
3850 {
3851         if (!bmap)
3852                 return -1;
3853         return isl_dim_may_be_set(bmap->dim);
3854 }
3855
3856 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3857 {
3858         if (!bmap)
3859                 return NULL;
3860         if (isl_basic_map_may_be_set(bmap))
3861                 return bmap;
3862         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3863 }
3864
3865 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
3866         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3867 {
3868         int i, k;
3869         isl_dim *dim;
3870         isl_basic_map *domain;
3871         int nparam, n_in, n_out;
3872         unsigned total;
3873
3874         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3875         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3876         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3877
3878         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3879         domain = isl_basic_map_universe(dim);
3880
3881         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3882         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
3883         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
3884
3885         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3886
3887         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
3888                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3889                 if (k < 0)
3890                         goto error;
3891                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3892                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
3893                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3894         }
3895
3896         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3897         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3898 error:
3899         isl_basic_map_free(bmap);
3900         return NULL;
3901 }
3902
3903 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
3904         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3905 {
3906         int i, k;
3907         isl_dim *dim;
3908         isl_basic_map *range;
3909         int nparam, n_in, n_out;
3910         unsigned total;
3911
3912         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3913         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3914         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3915
3916         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_range(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3917         range = isl_basic_map_universe(dim);
3918
3919         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3920         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
3921         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
3922
3923         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3924
3925         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3926                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3927                 if (k < 0)
3928                         goto error;
3929                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3930                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
3931                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3932         }
3933
3934         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3935         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3936 error:
3937         isl_basic_map_free(bmap);
3938         return NULL;
3939 }
3940
3941 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
3942 {
3943         if (!map)
3944                 return -1;
3945         return isl_dim_may_be_set(map->dim);
3946 }
3947
3948 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3949 {
3950         int i;
3951         struct isl_set *set;
3952
3953         if (!map)
3954                 goto error;
3955         if (isl_map_may_be_set(map))
3956                 return (isl_set *)map;
3957
3958         map = isl_map_cow(map);
3959         if (!map)
3960                 goto error;
3961
3962         set = (struct isl_set *) map;
3963         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3964         if (!set->dim)
3965                 goto error;
3966         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3967                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3968                 if (!set->p[i])
3969                         goto error;
3970         }
3971         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3972         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3973         return set;
3974 error:
3975         isl_map_free(map);
3976         return NULL;
3977 }
3978
3979 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
3980 {
3981         int i;
3982         isl_dim *domain_dim;
3983
3984         map = isl_map_cow(map);
3985         if (!map)
3986                 return NULL;
3987
3988         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
3989         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
3990         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
3991         if (!map->dim)
3992                 goto error;
3993         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3994                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
3995                 if (!map->p[i])
3996                         goto error;
3997         }
3998         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3999         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4000         return map;
4001 error:
4002         isl_map_free(map);
4003         return NULL;
4004 }
4005
4006 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4007 {
4008         int i;
4009         isl_dim *range_dim;
4010
4011         map = isl_map_cow(map);
4012         if (!map)
4013                 return NULL;
4014
4015         range_dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(map));
4016         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4017         map->dim = isl_dim_join(map->dim, range_dim);
4018         if (!map->dim)
4019                 goto error;
4020         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4021                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4022                 if (!map->p[i])
4023                         goto error;
4024         }
4025         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4026         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4027         return map;
4028 error:
4029         isl_map_free(map);
4030         return NULL;
4031 }
4032
4033 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
4034 {
4035         int i;
4036         struct isl_map *map = NULL;
4037
4038         set = isl_set_cow(set);
4039         if (!set || !dim)
4040                 goto error;
4041         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
4042         map = (struct isl_map *)set;
4043         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4044                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4045                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
4046                 if (!map->p[i])
4047                         goto error;
4048         }
4049         isl_dim_free(map->dim);
4050         map->dim = dim;
4051         return map;
4052 error:
4053         isl_dim_free(dim);
4054         isl_set_free(set);
4055         return NULL;
4056 }
4057
4058 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4059         __isl_take isl_basic_set *bset)
4060 {
4061         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4062 }
4063
4064 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4065         __isl_take isl_basic_set *bset)
4066 {
4067         return (isl_basic_map *)bset;
4068 }
4069
4070 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4071 {
4072         return (struct isl_map *)set;
4073 }
4074
4075 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4076 {
4077         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4078 }
4079
4080 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4081         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4082 {
4083         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_from_domain(domain),
4084                                          isl_basic_map_from_range(range));
4085 }
4086
4087 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4088         __isl_take isl_set *range)
4089 {
4090         return isl_map_apply_range(isl_map_from_domain(domain),
4091                                    isl_map_from_range(range));
4092 }
4093
4094 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4095 {
4096         int i;
4097         struct isl_set *set = NULL;
4098
4099         if (!map)
4100                 return NULL;
4101         map = isl_map_cow(map);
4102         if (!map)
4103                 return NULL;
4104         map->dim = isl_dim_as_set_dim(map->dim);
4105         if (!map->dim)
4106                 goto error;
4107         set = (struct isl_set *)map;
4108         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4109                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4110                 if (!set->p[i])
4111                         goto error;
4112         }
4113         return set;
4114 error:
4115         isl_map_free(map);
4116         return NULL;
4117 }
4118
4119 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
4120 {
4121         struct isl_map *map;
4122
4123         if (!dim)
4124                 return NULL;
4125         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4126         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4127                         sizeof(struct isl_map) +
4128                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4129         if (!map)
4130                 goto error;
4131
4132         map->ctx = dim->ctx;
4133         isl_ctx_ref(map->ctx);
4134         map->ref = 1;
4135         map->size = n;
4136         map->n = 0;
4137         map->dim = dim;
4138         map->flags = flags;
4139         return map;
4140 error:
4141         isl_dim_free(dim);
4142         return NULL;
4143 }
4144
4145 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4146                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4147                 unsigned flags)
4148 {
4149         struct isl_map *map;
4150         struct isl_dim *dims;
4151
4152         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
4153         if (!dims)
4154                 return NULL;
4155
4156         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
4157         return map;
4158 }
4159
4160 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
4161 {
4162         struct isl_basic_map *bmap;
4163         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4164         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4165         return bmap;
4166 }
4167
4168 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
4169 {
4170         struct isl_basic_set *bset;
4171         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4172         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4173         return bset;
4174 }
4175
4176 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4177 {
4178         struct isl_basic_map *bmap;
4179         if (!model)
4180                 return NULL;
4181         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4182         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4183         return bmap;
4184 }
4185
4186 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4187 {
4188         struct isl_basic_map *bmap;
4189         if (!model)
4190                 return NULL;
4191         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4192         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4193         return bmap;
4194 }
4195
4196 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4197 {
4198         struct isl_basic_set *bset;
4199         if (!model)
4200                 return NULL;
4201         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4202         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4203         return bset;
4204 }
4205
4206 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
4207 {
4208         struct isl_basic_map *bmap;
4209         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4210         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4211         return bmap;
4212 }
4213
4214 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
4215 {
4216         struct isl_basic_set *bset;
4217         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4218         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4219         return bset;
4220 }
4221
4222 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4223 {
4224         int i;
4225         unsigned total = isl_dim_total(dim);
4226         isl_basic_map *bmap;
4227
4228         bmap= isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, total);
4229         for (i = 0; i < total; ++i) {
4230                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4231                 if (k < 0)
4232                         goto error;
4233                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4234                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4235         }
4236         return bmap;
4237 error:
4238         isl_basic_map_free(bmap);
4239         return NULL;
4240 }
4241
4242 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4243 {
4244         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4245 }
4246
4247 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4248 {
4249         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4250 }
4251
4252 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4253 {
4254         return isl_map_nat_universe(dim);
4255 }
4256
4257 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4258                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4259 {
4260         if (!model)
4261                 return NULL;
4262         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4263 }
4264
4265 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4266 {
4267         if (!model)
4268                 return NULL;
4269         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4270 }
4271
4272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4273         __isl_keep isl_set *model)
4274 {
4275         if (!model)
4276                 return NULL;
4277         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4278 }
4279
4280 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
4281 {
4282         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4283 }
4284
4285 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4286 {
4287         if (!model)
4288                 return NULL;
4289         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4290 }
4291
4292 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4293 {
4294         if (!model)
4295                 return NULL;
4296         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4297 }
4298
4299 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
4300 {
4301         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4302 }
4303
4304 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4305 {
4306         if (!model)
4307                 return NULL;
4308         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
4309 }
4310
4311 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
4312 {
4313         struct isl_map *map;
4314         if (!dim)
4315                 return NULL;
4316         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4317         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4318         return map;
4319 }
4320
4321 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
4322 {
4323         struct isl_set *set;
4324         if (!dim)
4325                 return NULL;
4326         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4327         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4328         return set;
4329 }
4330
4331 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4332 {
4333         if (!model)
4334                 return NULL;
4335         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
4336 }
4337
4338 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4339 {
4340         int i;
4341         struct isl_map *dup;
4342
4343         if (!map)
4344                 return NULL;
4345         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4346         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4347                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4348         return dup;
4349 }
4350
4351 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4352                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4353 {
4354         if (!bmap || !map)
4355                 goto error;
4356         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4357                 isl_basic_map_free(bmap);
4358                 return map;
4359         }
4360         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4361         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4362         map->p[map->n] = bmap;
4363         map->n++;
4364         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4365         return map;
4366 error:
4367         if (map)
4368                 isl_map_free(map);
4369         if (bmap)
4370                 isl_basic_map_free(bmap);
4371         return NULL;
4372 }
4373
4374 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4375 {
4376         int i;
4377
4378         if (!map)
4379                 return;
4380
4381         if (--map->ref > 0)
4382                 return;
4383
4384         isl_ctx_deref(map->ctx);
4385         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4386                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4387         isl_dim_free(map->dim);
4388         free(map);
4389 }
4390
4391 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4392                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4393 {
4394         int i;
4395
4396         base = isl_map_cow(base);
4397         if (!base)
4398                 return NULL;
4399
4400         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4401         if (!base->dim)
4402                 goto error;
4403         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4404                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
4405                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4406                 if (!base->p[i])
4407                         goto error;
4408         }
4409         return base;
4410 error:
4411         isl_map_free(base);
4412         return NULL;
4413 }
4414
4415 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4416                 unsigned nparam, unsigned dim)
4417 {
4418         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4419                                                         nparam, 0, dim);
4420 }
4421
4422 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4423         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4424 {
4425         int j;
4426
4427         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4428         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4429         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4430         if (j < 0)
4431                 goto error;
4432         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4433         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4434         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4435         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4436         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4437 error:
4438         isl_basic_map_free(bmap);
4439         return NULL;
4440 }
4441
4442 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4443         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4444 {
4445         int j;
4446
4447         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4448         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4449         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4450         if (j < 0)
4451                 goto error;
4452         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4453         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4454         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4455         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4456         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4457 error:
4458         isl_basic_map_free(bmap);
4459         return NULL;
4460 }
4461
4462 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4463                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4464 {
4465         if (!bmap)
4466                 return NULL;
4467         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4468         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4469                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4470 error:
4471         isl_basic_map_free(bmap);
4472         return NULL;
4473 }
4474
4475 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4476                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4477 {
4478         if (!bmap)
4479                 return NULL;
4480         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4481         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4482                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4483 error:
4484         isl_basic_map_free(bmap);
4485         return NULL;
4486 }
4487
4488 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4489                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4490 {
4491         return (struct isl_basic_set *)
4492                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4493                                         type, pos, value);
4494 }
4495
4496 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4497                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4498 {
4499         return (struct isl_basic_set *)
4500                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4501                                         type, pos, value);
4502 }
4503
4504 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4505                 unsigned input, int value)
4506 {
4507         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4508 }
4509
4510 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4511                 unsigned dim, int value)
4512 {
4513         return (struct isl_basic_set *)
4514                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4515                                         isl_dim_set, dim, value);
4516 }
4517
4518 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4519                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4520 {
4521         int i;
4522
4523         map = isl_map_cow(map);
4524         if (!map)
4525                 return NULL;
4526
4527         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4528         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4529                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4530                 if (!map->p[i])
4531                         goto error;
4532         }
4533         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4534         return map;
4535 error:
4536         isl_map_free(map);
4537         return NULL;
4538 }
4539
4540 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4541                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4542 {
4543         return (struct isl_set *)
4544                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4545 }
4546
4547 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4548                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4549 {
4550         int i;
4551
4552         map = isl_map_cow(map);
4553         if (!map)
4554                 return NULL;
4555
4556         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4557         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4558                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4559                 if (!map->p[i])
4560                         goto error;
4561         }
4562         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4563         return map;
4564 error:
4565         isl_map_free(map);
4566         return NULL;
4567 }
4568
4569 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4570                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4571 {
4572         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4573 }
4574
4575 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4576                 unsigned input, int value)
4577 {
4578         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4579 }
4580
4581 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4582 {
4583         return (struct isl_set *)
4584                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4585 }
4586
4587 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4588                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4589                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4590 {
4591         int j;
4592
4593         if (!bmap)
4594                 return NULL;
4595         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4596         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4597         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4598         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4599         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4600         if (j < 0)
4601                 goto error;
4602         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4603         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4604         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4605         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4606         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4607 error:
4608         isl_basic_map_free(bmap);
4609         return NULL;
4610 }
4611
4612 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4613         unsigned dim, isl_int value)
4614 {
4615         int j;
4616
4617         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4618         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4619         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4620         if (j < 0)
4621                 goto error;
4622         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4623         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4624         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4625         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4626         return isl_basic_set_finalize(bset);
4627 error:
4628         isl_basic_set_free(bset);
4629         return NULL;
4630 }
4631
4632 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4633                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4634 {
4635         int i;
4636
4637         map = isl_map_cow(map);
4638         if (!map)
4639                 return NULL;
4640
4641         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4642         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4643                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4644                                                          type, pos, value);
4645                 if (!map->p[i])
4646                         goto error;
4647         }
4648         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4649         return map;
4650 error:
4651         isl_map_free(map);
4652         return NULL;
4653 }
4654
4655 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4656                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4657 {
4658         return (struct isl_set *)
4659                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4660 }
4661
4662 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4663                                         isl_int value)
4664 {
4665         int i;
4666
4667         set = isl_set_cow(set);
4668         if (!set)
4669                 return NULL;
4670
4671         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4672         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4673                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4674                 if (!set->p[i])
4675                         goto error;
4676         }
4677         return set;
4678 error:
4679         isl_set_free(set);
4680         return NULL;
4681 }
4682
4683 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4684 {
4685         int i;
4686
4687         map = isl_map_cow(map);
4688         if (!map)
4689                 return NULL;
4690
4691         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4692         if (!map->dim)
4693                 goto error;
4694         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4695                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4696                 if (!map->p[i])
4697                         goto error;
4698         }
4699         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4700         return map;
4701 error:
4702         isl_map_free(map);
4703         return NULL;
4704 }
4705
4706 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4707                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4708                 struct isl_set **empty, int max)
4709 {
4710         if (!bmap)
4711                 goto error;
4712         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4713                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4714         else
4715                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4716 error:
4717         isl_basic_map_free(bmap);
4718         isl_basic_set_free(dom);
4719         if (empty)
4720                 *empty = NULL;
4721         return NULL;
4722 }
4723
4724 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4725                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4726                 struct isl_set **empty)
4727 {
4728         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4729 }
4730
4731 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4732                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4733                 struct isl_set **empty)
4734 {
4735         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4736 }
4737
4738 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4739                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4740                 struct isl_set **empty)
4741 {
4742         return (struct isl_set *)
4743                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4744                         dom, empty);
4745 }
4746
4747 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4748                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4749                 struct isl_set **empty)
4750 {
4751         return (struct isl_set *)
4752                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4753                         dom, empty);
4754 }
4755
4756 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
4757  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4758  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4759  *
4760  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4761  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4762  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4763  * domain down into the parametric integer programming.
4764  */
4765 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4766                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4767                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4768 {
4769         int i;
4770         struct isl_map *res;
4771
4772         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4773         if (!dom)
4774                 goto error;
4775
4776         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
4777                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4778                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4779                 isl_set_free(dom);
4780                 isl_basic_map_free(bmap);
4781                 return res;
4782         }
4783
4784         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4785                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4786
4787         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4788                 struct isl_map *res_i;
4789                 struct isl_set *empty_i;
4790
4791                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4792                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4793
4794                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4795                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4796         }
4797
4798         isl_set_free(dom);
4799         isl_basic_map_free(bmap);
4800         return res;
4801 error:
4802         *empty = NULL;
4803         isl_set_free(dom);
4804         isl_basic_map_free(bmap);
4805         return NULL;
4806 }
4807
4808 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
4809  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4810  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4811  *
4812  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4813  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4814  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4815  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4816  * improve both "res" and "todo".
4817  *
4818  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4819  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4820  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
4821  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
4822  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
4823  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
4824  * In particular, the set where there is no solution is the set where
4825  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
4826  * for the ith basic map, i.e.,
4827  *
4828  *      todo^i = todo^k * todo_i
4829  *
4830  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
4831  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
4832  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
4833  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
4834  * the lexicographic order.)
4835  * In practice, we compute
4836  *
4837  *      res^k * (res_i . "<=")
4838  *
4839  * and
4840  *
4841  *      res_i * (res^k . "<")
4842  *
4843  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
4844  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
4845  * that one, i.e.,
4846  *
4847  *      res^k * todo_i
4848  * and
4849  *      res_i * todo^k
4850  *
4851  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
4852  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
4853  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
4854  * We want to avoid such splintering as much as possible.
4855  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
4856  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
4857  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
4858  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
4859  * the previous basic maps.
4860  */
4861 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4862                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4863                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4864 {
4865         int i;
4866         struct isl_map *res;
4867         struct isl_set *todo;
4868
4869         if (!map || !dom)
4870                 goto error;
4871
4872         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
4873                 if (empty)
4874                         *empty = dom;
4875                 else
4876                         isl_set_free(dom);
4877                 return map;
4878         }
4879
4880         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4881                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4882
4883         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4884                 isl_map *lt, *le;
4885                 isl_map *res_i;
4886                 isl_set *todo_i;
4887                 isl_dim *dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(res));
4888
4889                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4890                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
4891
4892                 if (max) {
4893                         lt = isl_map_lex_lt(isl_dim_copy(dim));
4894                         le = isl_map_lex_le(dim);
4895                 } else {
4896                         lt = isl_map_lex_gt(isl_dim_copy(dim));
4897                         le = isl_map_lex_ge(dim);
4898                 }
4899                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4900                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
4901                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
4902                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
4903
4904                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
4905                         res = isl_map_intersect_domain(res,
4906                                                         isl_set_copy(todo_i));
4907                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
4908                                                         isl_set_copy(todo));
4909                 }
4910
4911                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4912                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
4913                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
4914
4915                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
4916         }
4917
4918         isl_set_free(dom);
4919         isl_map_free(map);
4920
4921         if (empty)
4922                 *empty = todo;
4923         else
4924                 isl_set_free(todo);
4925
4926         return res;
4927 error:
4928         if (empty)
4929                 *empty = NULL;
4930         isl_set_free(dom);
4931         isl_map_free(map);
4932         return NULL;
4933 }
4934
4935 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4936                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4937                 __isl_give isl_set **empty)
4938 {
4939         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4940 }
4941
4942 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4943                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4944                 __isl_give isl_set **empty)
4945 {
4946         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4947 }
4948
4949 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4950                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4951                 __isl_give isl_set **empty)
4952 {
4953         return (struct isl_set *)
4954                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4955                         dom, empty);
4956 }
4957
4958 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4959                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4960                 __isl_give isl_set **empty)
4961 {
4962         return (struct isl_set *)
4963                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4964                         dom, empty);
4965 }
4966
4967 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4968 {
4969         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4970         struct isl_dim *dom_dim;
4971
4972         if (!bmap)
4973                 goto error;
4974         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4975         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4976         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4977 error:
4978         isl_basic_map_free(bmap);
4979         return NULL;
4980 }
4981
4982 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4983 {
4984         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4985 }
4986
4987 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4988 {
4989         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4990 }
4991
4992 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
4993 {
4994         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
4995 }
4996
4997 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
4998 {
4999         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5000 }
5001
5002 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5003 {
5004         struct isl_set *dom = NULL;
5005         struct isl_dim *dom_dim;
5006
5007         if (!map)
5008                 goto error;
5009         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
5010         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5011         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5012 error:
5013         isl_map_free(map);
5014         return NULL;
5015 }
5016
5017 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5018 {
5019         return isl_map_lexopt(map, 0);
5020 }
5021
5022 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5023 {
5024         return isl_map_lexopt(map, 1);
5025 }
5026
5027 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5028 {
5029         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5030 }
5031
5032 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5033 {
5034         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5035 }
5036
5037 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5038  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5039  */
5040 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5041         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5042 {
5043         unsigned nparam;
5044
5045         if (!bset || !mat)
5046                 goto error;
5047
5048         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
5049         if (!bset->dim)
5050                 goto error;
5051
5052         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5053
5054         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5055
5056         bset->dim->nparam = 0;
5057         bset->dim->n_out = nparam;
5058         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5059         if (bset) {
5060                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5061                 bset->dim->n_out = 0;
5062         }
5063         return bset;
5064 error:
5065         isl_mat_free(mat);
5066         isl_basic_set_free(bset);
5067         return NULL;
5068 }
5069
5070 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5071  * set is assumed to have only parameters and divs.
5072  */
5073 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5074         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5075 {
5076         struct isl_dim *dim = NULL;
5077         unsigned nparam;
5078
5079         if (!set || !mat)
5080                 goto error;
5081
5082         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5083         dim = isl_dim_cow(dim);
5084         if (!dim)
5085                 goto error;
5086
5087         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5088
5089         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5090
5091         dim->nparam = 0;
5092         dim->n_out = nparam;
5093         isl_set_reset_dim(set, dim);
5094         set = isl_set_preimage(set, mat);
5095         if (!set)
5096                 goto error2;
5097         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5098         dim = isl_dim_cow(dim);
5099         if (!dim)
5100                 goto error2;
5101         dim->nparam = dim->n_out;
5102         dim->n_out = 0;
5103         isl_set_reset_dim(set, dim);
5104         return set;
5105 error:
5106         isl_dim_free(dim);
5107         isl_mat_free(mat);
5108 error2:
5109         isl_set_free(set);
5110         return NULL;
5111 }
5112
5113 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5114  * equalities in "eq".
5115  */
5116 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5117         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5118 {
5119         int i, k;
5120         unsigned len;
5121
5122         if (!bset || !eq)
5123                 goto error;
5124
5125         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
5126                                         eq->n_row, 0);
5127         if (!bset)
5128                 goto error;
5129
5130         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
5131         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5132                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5133                 if (k < 0)
5134                         goto error;
5135                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5136                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5137         }
5138         isl_mat_free(eq);
5139
5140         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5141         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5142
5143         return bset;
5144 error:
5145         isl_mat_free(eq);
5146         isl_basic_set_free(bset);
5147         return NULL;
5148 }
5149
5150 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5151  * equalities in "eq".
5152  */
5153 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5154         struct isl_mat *eq)
5155 {
5156         int i;
5157
5158         if (!set || !eq)
5159                 goto error;
5160
5161         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5162                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5163                                         isl_mat_copy(eq));
5164                 if (!set->p[i])
5165                         goto error;
5166         }
5167         isl_mat_free(eq);
5168         return set;
5169 error:
5170         isl_mat_free(eq);
5171         isl_set_free(set);
5172         return NULL;
5173 }
5174
5175 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5176  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5177  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5178  * The output has the same parameters, but only
5179  * explicit existentially quantified variables.
5180  *
5181  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5182  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5183  * among the parameters by performing a variable compression on
5184  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5185  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5186  */
5187 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5188 {
5189         int i, j;
5190         struct isl_mat *eq;
5191         struct isl_mat *T, *T2;
5192         struct isl_set *set;
5193         unsigned nparam, n_div;
5194
5195         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5196         if (!bset)
5197                 return NULL;
5198
5199         if (bset->n_eq == 0)
5200                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5201
5202         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5203
5204         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5205         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5206
5207         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5208                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5209                         ++i;
5210         }
5211         if (i == bset->n_eq)
5212                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5213
5214         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5215                 0, 1 + nparam);
5216         eq = isl_mat_cow(eq);
5217         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5218         if (T && T->n_col == 0) {
5219                 isl_mat_free(T);
5220                 isl_mat_free(T2);
5221                 isl_mat_free(eq);
5222                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5223                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5224         }
5225         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5226
5227         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5228         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5229         set = set_append_equalities(set, eq);
5230         return set;
5231 }
5232
5233 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5234  * quantified variables.
5235  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5236  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5237  * no input or output dimensions and the dimension specification
5238  * is reset to that of the input.
5239  */
5240 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5241 {
5242         struct isl_basic_set *bset;
5243         struct isl_set *set;
5244         struct isl_map *map;
5245         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
5246         unsigned         nparam;
5247         unsigned         n_in;
5248         unsigned         n_out;
5249
5250         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5251         if (!bmap)
5252                 return NULL;
5253
5254         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5255         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5256         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5257         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5258         if (!dim)
5259                 goto error;
5260
5261         orig_dim = bmap->dim;
5262         bmap->dim = dim;
5263         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5264
5265         set = parameter_compute_divs(bset);
5266         map = (struct isl_map *)set;
5267         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
5268
5269         return map;
5270 error:
5271         isl_basic_map_free(bmap);
5272         return NULL;
5273 }
5274
5275 static int basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5276 {
5277         int i;
5278         unsigned off;
5279
5280         if (!bmap)
5281                 return -1;
5282
5283         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5284         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5285                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5286                         return 0;
5287                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5288                                 return -1);
5289         }
5290         return 1;
5291 }
5292
5293 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5294 {
5295         int i;
5296
5297         if (!map)
5298                 return -1;
5299
5300         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5301                 int known = basic_map_divs_known(map->p[i]);
5302                 if (known <= 0)
5303                         return known;
5304         }
5305
5306         return 1;
5307 }
5308
5309 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5310  * expressions for them.  However, this computation may be
5311  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5312  * strictly needed.
5313  */
5314 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5315 {
5316         int known;
5317         struct isl_map *map;
5318
5319         known = basic_map_divs_known(bmap);
5320         if (known < 0)
5321                 goto error;
5322         if (known)
5323                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5324
5325         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5326
5327         known = basic_map_divs_known(bmap);
5328         if (known < 0)
5329                 goto error;
5330         if (known)
5331                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5332
5333         map = compute_divs(bmap);
5334         return map;
5335 error:
5336         isl_basic_map_free(bmap);
5337         return NULL;
5338 }
5339
5340 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5341 {
5342         int i;
5343         int known;
5344         struct isl_map *res;
5345
5346         if (!map)
5347                 return NULL;
5348         if (map->n == 0)
5349                 return map;
5350
5351         known = map_divs_known(map);
5352         if (known < 0) {
5353                 isl_map_free(map);
5354                 return NULL;
5355         }
5356         if (known)
5357                 return map;
5358
5359         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5360         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5361                 struct isl_map *r2;
5362                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5363                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5364                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5365                 else
5366                         res = isl_map_union(res, r2);
5367         }
5368         isl_map_free(map);
5369
5370         return res;
5371 }
5372
5373 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5374 {
5375         return (struct isl_set *)
5376                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5377 }
5378
5379 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5380 {
5381         return (struct isl_set *)
5382                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5383 }
5384
5385 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5386 {
5387         int i;
5388         struct isl_set *set;
5389
5390         if (!map)
5391                 goto error;
5392
5393         map = isl_map_cow(map);
5394         if (!map)
5395                 return NULL;
5396
5397         set = (struct isl_set *)map;
5398         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
5399         if (!set->dim)
5400                 goto error;
5401         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5402                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5403                 if (!set->p[i])
5404                         goto error;
5405         }
5406         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5407         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5408         return set;
5409 error:
5410         isl_map_free(map);
5411         return NULL;
5412 }
5413
5414 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
5415                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5416 {
5417         int i;
5418         unsigned flags = 0;
5419         struct isl_map *map = NULL;
5420
5421         if (!map1 || !map2)
5422                 goto error;
5423
5424         if (map1->n == 0) {
5425                 isl_map_free(map1);
5426                 return map2;
5427         }
5428         if (map2->n == 0) {
5429                 isl_map_free(map2);
5430                 return map1;
5431         }
5432
5433         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
5434
5435         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5436             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5437                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5438
5439         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
5440                                 map1->n + map2->n, flags);
5441         if (!map)
5442                 goto error;
5443         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
5444                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5445                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
5446                 if (!map)
5447                         goto error;
5448         }
5449         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
5450                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5451                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
5452                 if (!map)
5453                         goto error;
5454         }
5455         isl_map_free(map1);
5456         isl_map_free(map2);
5457         return map;
5458 error:
5459         isl_map_free(map);
5460         isl_map_free(map1);
5461         isl_map_free(map2);
5462         return NULL;
5463 }
5464
5465 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5466 {
5467         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
5468         if (!map1)
5469                 return NULL;
5470         if (map1->n > 1)
5471                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
5472         return map1;
5473 }
5474
5475 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
5476                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5477 {
5478         return (struct isl_set *)
5479                 isl_map_union_disjoint(
5480                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5481 }
5482
5483 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5484 {
5485         return (struct isl_set *)
5486                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5487 }
5488
5489 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
5490                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5491 {
5492         unsigned flags = 0;
5493         struct isl_map *result;
5494         int i, j;
5495
5496         if (!map || !set)
5497                 goto error;
5498
5499         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
5500                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5501                         "parameters don't match", goto error);
5502
5503         if (isl_dim_size(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
5504             !isl_map_compatible_range(map, set))
5505                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5506                         "incompatible spaces", goto error);
5507
5508         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
5509                 isl_set_free(set);
5510                 return map;
5511         }
5512
5513         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5514             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
5515                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5516
5517         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
5518                                         map->n * set->n, flags);
5519         if (!result)
5520                 goto error;
5521         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5522                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
5523                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5524                             isl_basic_map_intersect_range(
5525                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5526                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
5527                         if (!result)
5528                                 goto error;
5529                 }
5530         isl_map_free(map);
5531         isl_set_free(set);
5532         return result;
5533 error:
5534         isl_map_free(map);
5535         isl_set_free(set);
5536         return NULL;
5537 }
5538
5539 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
5540                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5541 {
5542         return isl_map_reverse(
5543                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
5544 }
5545
5546 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
5547                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5548 {
5549         if (!map1 || !map2)
5550                 goto error;
5551         map1 = isl_map_reverse(map1);
5552         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
5553         return isl_map_reverse(map1);
5554 error:
5555         isl_map_free(map1);
5556         isl_map_free(map2);
5557         return NULL;
5558 }
5559
5560 struct isl_map *isl_map_apply_range(
5561                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5562 {
5563         struct isl_dim *dim_result;
5564         struct isl_map *result;
5565         int i, j;
5566
5567         if (!map1 || !map2)
5568                 goto error;
5569
5570         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
5571                                   isl_dim_copy(map2->dim));
5572
5573         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
5574         if (!result)
5575                 goto error;
5576         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5577                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5578                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5579                             isl_basic_map_apply_range(
5580                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5581                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
5582                         if (!result)
5583                                 goto error;
5584                 }
5585         isl_map_free(map1);
5586         isl_map_free(map2);
5587         if (result && result->n <= 1)
5588                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
5589         return result;
5590 error:
5591         isl_map_free(map1);
5592         isl_map_free(map2);
5593         return NULL;
5594 }
5595
5596 /*
5597  * returns range - domain
5598  */
5599 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
5600 {
5601         isl_dim *dims, *target_dim;
5602         struct isl_basic_set *bset;
5603         unsigned dim;
5604         unsigned nparam;
5605         int i;
5606
5607         if (!bmap)
5608                 goto error;
5609         isl_assert(bmap->ctx, isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
5610                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
5611                    goto error);
5612         target_dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
5613         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
5614         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
5615         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
5616         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5617         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
5618         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
5619         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
5620         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
5621         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5622                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
5623                                             (struct isl_basic_map *)bset);
5624                 if (j < 0)
5625                         goto error;
5626                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5627                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
5628                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
5629                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
5630         }
5631         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
5632         bset = isl_basic_set_reset_dim(bset, target_dim);
5633         return bset;
5634 error:
5635         isl_basic_map_free(bmap);
5636         return NULL;
5637 }
5638
5639 /*
5640  * returns range - domain
5641  */
5642 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
5643 {
5644         int i;
5645         isl_dim *dim;
5646         struct isl_set *result;
5647
5648         if (!map)
5649                 return NULL;
5650
5651         isl_assert(map->ctx, isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
5652                                                  map->dim, isl_dim_out),
5653                    goto error);
5654         dim = isl_map_get_dim(map);
5655         dim = isl_dim_domain(dim);
5656         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, 0);
5657         if (!result)
5658                 goto error;
5659         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5660                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5661                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5662         isl_map_free(map);
5663         return result;
5664 error:
5665         isl_map_free(map);
5666         return NULL;
5667 }
5668
5669 /*
5670  * returns [domain -> range] -> range - domain
5671  */
5672 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
5673         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5674 {
5675         int i, k;
5676         isl_dim *dim;
5677         isl_basic_map *domain;
5678         int nparam, n;
5679         unsigned total;
5680
5681         if (!isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
5682                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5683                         "domain and range don't match", goto error);
5684
5685         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5686         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5687
5688         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
5689         domain = isl_basic_map_universe(dim);
5690
5691         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
5692         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
5693         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
5694
5695         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5696
5697         for (i = 0; i < n; ++i) {
5698                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5699                 if (k < 0)
5700                         goto error;
5701                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
5702                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
5703                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
5704                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
5705         }
5706
5707         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
5708         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5709 error:
5710         isl_basic_map_free(bmap);
5711         return NULL;
5712 }
5713
5714 /*
5715  * returns [domain -> range] -> range - domain
5716  */
5717 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
5718 {
5719         int i;
5720         isl_dim *domain_dim;
5721
5722         if (!map)
5723                 return NULL;
5724
5725         if (!isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
5726                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5727                         "domain and range don't match", goto error);
5728
5729         map = isl_map_cow(map);
5730         if (!map)
5731                 return NULL;
5732
5733         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
5734         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
5735         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
5736         if (!map->dim)
5737                 goto error;
5738         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5739                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
5740                 if (!map->p[i])
5741                         goto error;
5742         }
5743         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5744         return map;
5745 error:
5746         isl_map_free(map);
5747         return NULL;
5748 }
5749
5750 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
5751 {
5752         struct isl_basic_map *bmap;
5753         unsigned nparam;
5754         unsigned dim;
5755         int i;
5756
5757         if (!dims)
5758                 return NULL;
5759
5760         nparam = dims->nparam;
5761         dim = dims->n_out;
5762         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
5763         if (!bmap)
5764                 goto error;
5765
5766         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5767                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5768                 if (j < 0)
5769                         goto error;
5770                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5771                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5772                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5773         }
5774         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5775 error:
5776         isl_basic_map_free(bmap);
5777         return NULL;
5778 }
5779
5780 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5781 {
5782         if (!dim)
5783                 return NULL;
5784         if (dim->n_in != dim->n_out)
5785                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
5786                         "number of input and output dimensions needs to be "
5787                         "the same", goto error);
5788         return basic_map_identity(dim);
5789 error:
5790         isl_dim_free(dim);
5791         return NULL;
5792 }
5793
5794 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5795 {
5796         if (!model || !model->dim)
5797                 return NULL;
5798         return isl_basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5799 }
5800
5801 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5802 {
5803         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
5804 }
5805
5806 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5807 {
5808         if (!model || !model->dim)
5809                 return NULL;
5810         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5811 }
5812
5813 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5814 {
5815         if (!model || !model->dim)
5816                 return NULL;
5817         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5818 }
5819
5820 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
5821 {
5822         isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5823         isl_map *id;
5824         id = isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
5825         return isl_map_intersect_range(id, set);
5826 }
5827
5828 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5829  * values.
5830  */
5831 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5832 {
5833         int i;
5834         unsigned nparam;
5835         unsigned dim;
5836         struct isl_basic_set *bset;
5837
5838         if (!dims)
5839                 return NULL;
5840         nparam = dims->nparam;
5841         dim = dims->n_out;
5842         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5843         if (!bset)
5844                 return NULL;
5845         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5846                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5847                 if (k < 0)
5848                         goto error;
5849                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5850                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5851         }
5852         return bset;
5853 error:
5854         isl_basic_set_free(bset);
5855         return NULL;
5856 }
5857
5858 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
5859  */
5860 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim,
5861         int pos)
5862 {
5863         int k;
5864         isl_basic_set *nonneg;
5865
5866         nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5867         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5868         if (k < 0)
5869                 goto error;
5870         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
5871         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
5872
5873         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
5874 error:
5875         isl_basic_set_free(nonneg);
5876         return NULL;
5877 }
5878
5879 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
5880  */
5881 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim, int pos)
5882 {
5883         int k;
5884         isl_basic_set *neg;
5885
5886         neg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5887         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
5888         if (k < 0)
5889                 goto error;
5890         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
5891         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
5892         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
5893
5894         return isl_basic_set_finalize(neg);
5895 error:
5896         isl_basic_set_free(neg);
5897         return NULL;
5898 }
5899
5900 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
5901         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
5902 {
5903         int i;
5904         isl_basic_set *nonneg;
5905         isl_basic_set *neg;
5906
5907         if (!set)
5908                 return NULL;
5909         if (n == 0)
5910                 return set;
5911
5912         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
5913
5914         for (i = 0; i < n; ++i) {
5915                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5916                                           pos(set->dim, type) + first + i);
5917                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5918                                           pos(set->dim, type) + first + i);
5919
5920                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
5921         }
5922
5923         return set;
5924 error:
5925         isl_set_free(set);
5926         return NULL;
5927 }
5928
5929 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
5930         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
5931         void *user)
5932 {
5933         isl_set *half;
5934
5935         if (!set)
5936                 return -1;
5937         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
5938                 isl_set_free(set);
5939                 return 0;
5940         }
5941         if (first == len)
5942                 return fn(set, signs, user);
5943
5944         signs[first] = 1;
5945         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5946                                                         1 + first));
5947         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
5948         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
5949                 goto error;
5950
5951         signs[first] = -1;
5952         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5953                                                         1 + first));
5954         half = isl_set_intersect(half, set);
5955         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
5956 error:
5957         isl_set_free(set);
5958         return -1;
5959 }
5960
5961 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
5962  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
5963  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
5964  * to the sign of the corresponding variable.
5965  */
5966 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
5967         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
5968         void *user)
5969 {
5970         unsigned nparam;
5971         unsigned nvar;
5972         int *signs;
5973         int r;
5974
5975         if (!set)
5976                 return -1;
5977         if (isl_set_plain_is_empty(set))
5978                 return 0;
5979
5980         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5981         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
5982
5983         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
5984
5985         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
5986                             fn, user);
5987
5988         free(signs);
5989
5990         return r;
5991 }
5992
5993 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5994 {
5995         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5996 }
5997
5998 int isl_basic_map_is_subset(
5999                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6000 {
6001         int is_subset;
6002         struct isl_map *map1;
6003         struct isl_map *map2;
6004
6005         if (!bmap1 || !bmap2)
6006                 return -1;
6007
6008         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6009         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6010
6011         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6012
6013         isl_map_free(map1);
6014         isl_map_free(map2);
6015
6016         return is_subset;
6017 }
6018
6019 int isl_basic_map_is_equal(
6020                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6021 {
6022         int is_subset;
6023
6024         if (!bmap1 || !bmap2)
6025                 return -1;
6026         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6027         if (is_subset != 1)
6028                 return is_subset;
6029         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6030         return is_subset;
6031 }
6032
6033 int isl_basic_set_is_equal(
6034                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6035 {
6036         return isl_basic_map_is_equal(
6037                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6038 }
6039
6040 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6041 {
6042         int i;
6043         int is_empty;
6044
6045         if (!map)
6046                 return -1;
6047         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6048                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6049                 if (is_empty < 0)
6050                         return -1;
6051                 if (!is_empty)
6052                         return 0;
6053         }
6054         return 1;
6055 }
6056
6057 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6058 {
6059         return map ? map->n == 0 : -1;
6060 }
6061
6062 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6063 {
6064         return isl_map_plain_is_empty(map);
6065 }
6066
6067 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6068 {
6069         return set ? set->n == 0 : -1;
6070 }
6071
6072 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6073 {
6074         return isl_set_plain_is_empty(set);
6075 }
6076
6077 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6078 {
6079         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6080 }
6081
6082 int isl_map_has_equal_dim(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6083 {
6084         if (!map1 || !map2)
6085                 return -1;
6086
6087         return isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim);
6088 }
6089
6090 int isl_set_has_equal_dim(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6091 {
6092         if (!set1 || !set2)
6093                 return -1;
6094
6095         return isl_dim_equal(set1->dim, set2->dim);
6096 }
6097
6098 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6099 {
6100         int is_subset;
6101
6102         if (!map1 || !map2)
6103                 return -1;
6104         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6105         if (is_subset != 1)
6106                 return is_subset;
6107         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6108         return is_subset;
6109 }
6110
6111 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6112                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6113 {
6114         int is_subset;
6115
6116         if (!bmap1 || !bmap2)
6117                 return -1;
6118         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6119         if (is_subset != 1)
6120                 return is_subset;
6121         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6122         if (is_subset == -1)
6123                 return is_subset;
6124         return !is_subset;
6125 }
6126
6127 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6128 {
6129         int is_subset;
6130
6131         if (!map1 || !map2)
6132                 return -1;
6133         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6134         if (is_subset != 1)
6135                 return is_subset;
6136         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6137         if (is_subset == -1)
6138                 return is_subset;
6139         return !is_subset;
6140 }
6141
6142 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6143 {
6144         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6145 }
6146
6147 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6148 {
6149         if (!bmap)
6150                 return -1;
6151         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6152 }
6153
6154 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6155 {
6156         if (!bset)
6157                 return -1;
6158         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6159 }
6160
6161 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6162 {
6163         int i;
6164
6165         if (!map)
6166                 return -1;
6167
6168         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6169                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6170                 if (r < 0 || r)
6171                         return r;
6172         }
6173
6174         return 0;
6175 }
6176
6177 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6178 {
6179         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6180 }
6181
6182 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6183 {
6184         return isl_set_plain_is_universe(set);
6185 }
6186
6187 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6188 {
6189         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6190         struct isl_vec *sample = NULL;
6191         int empty;
6192         unsigned total;
6193
6194         if (!bmap)
6195                 return -1;
6196
6197         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6198                 return 1;
6199
6200         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6201                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6202                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6203                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6204                 isl_basic_map_free(copy);
6205                 return empty;
6206         }
6207
6208         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6209         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6210                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6211                 if (contains < 0)
6212                         return -1;
6213                 if (contains)
6214                         return 0;
6215         }
6216         isl_vec_free(bmap->sample);
6217         bmap->sample = NULL;
6218         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6219         if (!bset)
6220                 return -1;
6221         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6222         if (!sample)
6223                 return -1;
6224         empty = sample->size == 0;
6225         isl_vec_free(bmap->sample);
6226         bmap->sample = sample;
6227         if (empty)
6228                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6229
6230         return empty;
6231 }
6232
6233 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6234 {
6235         if (!bmap)
6236                 return -1;
6237         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6238 }
6239
6240 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6241 {
6242         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6243 }
6244
6245 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6246 {
6247         if (!bset)
6248                 return -1;
6249         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6250 }
6251
6252 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6253 {
6254         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6255 }
6256
6257 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6258 {
6259         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6260 }
6261
6262 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6263         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6264 {
6265         struct isl_map *map;
6266         if (!bmap1 || !bmap2)
6267                 return NULL;
6268
6269         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6270
6271         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6272         if (!map)
6273                 goto error;
6274         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6275         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6276         return map;
6277 error:
6278         isl_basic_map_free(bmap1);
6279         isl_basic_map_free(bmap2);
6280         return NULL;
6281 }
6282
6283 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6284                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6285 {
6286         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6287                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6288                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6289 }
6290
6291 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6292 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6293 {
6294         int i;
6295         unsigned off;
6296
6297         if (!bmap)
6298                 return NULL;
6299
6300         off = isl_dim_total(bmap->dim);
6301
6302         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6303                 int pos;
6304                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6305                         continue;
6306                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6307                                                             bmap->n_div-i);
6308                 if (pos == -1)
6309                         continue;
6310                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6311                 --i;
6312         }
6313         return bmap;
6314 }
6315
6316 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6317 {
6318         return (struct isl_basic_set *)
6319                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6320 }
6321
6322 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6323 {
6324         int i;
6325
6326         if (!map)
6327                 return 0;
6328
6329         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6330                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6331                 if (!map->p[i])
6332                         goto error;
6333         }
6334
6335         return map;
6336 error:
6337         isl_map_free(map);
6338         return NULL;
6339 }
6340
6341 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
6342  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
6343  * list of divs is given by "div".
6344  */
6345 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
6346         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
6347 {
6348         int i, j;
6349         int n_div;
6350
6351         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6352         if (!bset || !div)
6353                 goto error;
6354
6355         if (div->n_row < bset->n_div)
6356                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
6357                         "not an expansion", goto error);
6358
6359         bset = isl_basic_map_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim),
6360                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
6361                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
6362
6363         n_div = bset->n_div;
6364         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
6365                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
6366                         goto error;
6367
6368         j = n_div - 1;
6369         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
6370                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
6371                         if (i != j)
6372                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
6373                         j--;
6374                 } else {
6375                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
6376                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
6377                                 goto error;
6378                 }
6379         }
6380
6381         isl_mat_free(div);
6382         return bset;
6383 error:
6384         isl_basic_set_free(bset);
6385         isl_mat_free(div);
6386         return NULL;
6387 }
6388
6389 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
6390  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
6391  *
6392  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
6393  * of the corresponding div in dst otherwise.
6394  */
6395 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
6396                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
6397 {
6398         int i;
6399
6400         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6401
6402         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
6403         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
6404                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
6405                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
6406                                                 dst->n_div - div) == -1)
6407                         return i;
6408         return -1;
6409 }
6410
6411 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
6412                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
6413 {
6414         int i;
6415         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6416
6417         if (!dst || !src)
6418                 goto error;
6419
6420         if (src->n_div == 0)
6421                 return dst;
6422
6423         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
6424                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
6425
6426         src = isl_basic_map_order_divs(src);
6427         dst = isl_basic_map_cow(dst);
6428         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
6429                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
6430         if (!dst)
6431                 return NULL;
6432         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
6433                 int j = find_div(dst, src, i);
6434                 if (j < 0) {
6435                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
6436                         if (j < 0)
6437                                 goto error;
6438                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
6439                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
6440                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
6441                                 goto error;
6442                 }
6443                 if (j != i)
6444                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
6445         }
6446         return dst;
6447 error:
6448         isl_basic_map_free(dst);
6449         return NULL;
6450 }
6451
6452 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
6453                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
6454 {
6455         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
6456                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
6457 }
6458
6459 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
6460 {
6461         int i;
6462
6463         if (!map)
6464                 return NULL;
6465         if (map->n == 0)
6466                 return map;
6467         map = isl_map_compute_divs(map);
6468         map = isl_map_cow(map);
6469         if (!map)
6470                 return NULL;
6471
6472         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6473                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
6474         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6475                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
6476
6477         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6478         return map;
6479 }
6480
6481 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
6482 {
6483         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
6484 }
6485
6486 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
6487 {
6488         if (!set || !map)
6489                 goto error;
6490         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
6491         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
6492         set = isl_map_range(map);
6493         return set;
6494 error:
6495         isl_set_free(set);
6496         isl_map_free(map);
6497         return NULL;
6498 }
6499
6500 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
6501  * the meaning of the set.
6502  */
6503 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
6504 {
6505         int i;
6506
6507         if (!map)
6508                 return NULL;
6509
6510         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6511                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6512                         continue;
6513                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6514                 if (i != map->n-1) {
6515                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6516                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6517                 }
6518                 map->n--;
6519         }
6520
6521         return map;
6522 }
6523
6524 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
6525 {
6526         return (struct isl_set *)
6527                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
6528 }
6529
6530 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
6531 {
6532         struct isl_basic_map *bmap;
6533         if (!map || map->n == 0)
6534                 return NULL;
6535         bmap = map->p[map->n-1];
6536         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
6537         return isl_basic_map_copy(bmap);
6538 }
6539
6540 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
6541 {
6542         return (struct isl_basic_set *)
6543                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
6544 }
6545
6546 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
6547                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
6548 {
6549         int i;
6550
6551         if (!map || !bmap)
6552                 goto error;
6553         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6554                 if (map->p[i] != bmap)
6555                         continue;
6556                 map = isl_map_cow(map);
6557                 if (!map)
6558                         goto error;
6559                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6560                 if (i != map->n-1) {
6561                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
6562                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6563                 }
6564                 map->n--;
6565                 return map;
6566         }
6567         return map;
6568 error:
6569         isl_map_free(map);
6570         return NULL;
6571 }
6572
6573 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
6574                                                 struct isl_basic_set *bset)
6575 {
6576         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
6577                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6578 }
6579
6580 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
6581  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
6582  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
6583  */
6584 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
6585         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
6586         int pos, isl_int *opt)
6587 {
6588         struct isl_dim *dims;
6589         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
6590         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
6591         struct isl_ctx *ctx;
6592         struct isl_vec *obj;
6593         unsigned total;
6594         unsigned nparam;
6595         unsigned dim1, dim2;
6596         enum isl_lp_result res;
6597
6598         if (!bset1 || !bset2)
6599                 return isl_lp_error;
6600
6601         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
6602         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
6603         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
6604         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
6605         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
6606         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
6607         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
6608         if (!bmap1 || !bmap2)
6609                 goto error;
6610         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
6611         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
6612                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
6613                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
6614         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
6615         if (!bmap1)
6616                 goto error;
6617         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6618         ctx = bmap1->ctx;
6619         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
6620         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
6621         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
6622         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
6623         if (!obj)
6624                 goto error;
6625         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
6626                                         opt, NULL, NULL);
6627         isl_basic_map_free(bmap1);
6628         isl_vec_free(obj);
6629         return res;
6630 error:
6631         isl_basic_map_free(bmap1);
6632         isl_basic_map_free(bmap2);
6633         return isl_lp_error;
6634 }
6635
6636 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
6637  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6638  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
6639  * smaller or larger than those in bset2.
6640  *
6641  * Returns
6642  *       1 if bset1 follows bset2
6643  *      -1 if bset1 precedes bset2
6644  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
6645  *      -2 if some error occurred.
6646  */
6647 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
6648         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
6649 {
6650         isl_int opt;
6651         enum isl_lp_result res;
6652         int cmp;
6653
6654         isl_int_init(opt);
6655
6656         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6657
6658         if (res == isl_lp_empty)
6659                 cmp = 0;
6660         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6661                   res == isl_lp_unbounded)
6662                 cmp = 1;
6663         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6664                 cmp = -1;
6665         else
6666                 cmp = -2;
6667
6668         isl_int_clear(opt);
6669         return cmp;
6670 }
6671
6672 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
6673  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6674  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
6675  * than a value of the same dimension in bset2.
6676  *
6677  * Return
6678  *       1 if there exists such a pair
6679  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6680  *      -1 otherwise
6681  *      -2 if some error occurred.
6682  */
6683 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6684         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
6685 {
6686         isl_int opt;
6687         enum isl_lp_result res;
6688         int cmp;
6689
6690         isl_int_init(opt);
6691
6692         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6693
6694         if (res == isl_lp_empty)
6695                 cmp = -1;
6696         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6697                   res == isl_lp_unbounded)
6698                 cmp = 1;
6699         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6700                 cmp = -1;
6701         else if (res == isl_lp_ok)
6702                 cmp = 0;
6703         else
6704                 cmp = -2;
6705
6706         isl_int_clear(opt);
6707         return cmp;
6708 }
6709
6710 /* Given two sets set1 and set2, check whether
6711  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6712  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
6713  * than a value of the same dimension in set2.
6714  *
6715  * Return
6716  *       1 if there exists such a pair
6717  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6718  *      -1 otherwise
6719  *      -2 if some error occurred.
6720  */
6721 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
6722         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
6723 {
6724         int i, j;
6725         int follows = -1;
6726
6727         if (!set1 || !set2)
6728                 return -2;
6729
6730         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
6731                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
6732                         int f;
6733                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
6734                         if (f == 1 || f == -2)
6735                                 return f;
6736                         if (f > follows)
6737                                 follows = f;
6738                 }
6739
6740         return follows;
6741 }
6742
6743 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6744         unsigned pos, isl_int *val)
6745 {
6746         int i;
6747         int d;
6748         unsigned total;
6749
6750         if (!bmap)
6751                 return -1;
6752         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6753         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
6754                 for (; d+1 > pos; --d)
6755                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
6756                                 break;
6757                 if (d != pos)
6758                         continue;
6759                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
6760                         return 0;
6761                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
6762                         return 0;
6763                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
6764                         return 0;
6765                 if (val)
6766                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
6767                 return 1;
6768         }
6769         return 0;
6770 }
6771
6772 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
6773         unsigned pos, isl_int *val)
6774 {
6775         int i;
6776         isl_int v;
6777         isl_int tmp;
6778         int fixed;
6779
6780         if (!map)
6781                 return -1;
6782         if (map->n == 0)
6783                 return 0;
6784         if (map->n == 1)
6785                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
6786         isl_int_init(v);
6787         isl_int_init(tmp);
6788         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
6789         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
6790                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
6791                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6792                         fixed = 0;
6793         }
6794         if (val)
6795                 isl_int_set(*val, v);
6796         isl_int_clear(tmp);
6797         isl_int_clear(v);
6798         return fixed;
6799 }
6800
6801 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6802         unsigned pos, isl_int *val)
6803 {
6804         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
6805                                                 pos, val);
6806 }
6807
6808 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
6809         isl_int *val)
6810 {
6811         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
6812 }
6813
6814 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6815         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6816 {
6817         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
6818                 return -1;
6819         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
6820                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
6821 }
6822
6823 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6824         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6825 {
6826         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
6827                 return -1;
6828         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
6829                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
6830 }
6831
6832 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6833         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6834 {
6835         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
6836 }
6837
6838 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6839  * then return this fixed value in *val.
6840  */
6841 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6842         unsigned dim, isl_int *val)
6843 {
6844         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
6845                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
6846 }
6847
6848 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6849  * then return this fixed value in *val.
6850  */
6851 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6852         unsigned dim, isl_int *val)
6853 {
6854         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
6855 }
6856
6857 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6858         unsigned dim, isl_int *val)
6859 {
6860         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
6861 }
6862
6863 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
6864  * then return this fixed value in *val.
6865  */
6866 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6867         unsigned in, isl_int *val)
6868 {
6869         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
6870 }
6871
6872 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
6873  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
6874  */
6875 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
6876         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
6877 {
6878         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
6879         isl_int *c;
6880         unsigned total;
6881         unsigned nparam;
6882
6883         if (!bset)
6884                 return -1;
6885         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
6886         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
6887         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6888                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
6889                         continue;
6890                 if (i_eq != -1)
6891                         return 0;
6892                 i_eq = i;
6893         }
6894         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6895                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
6896                         continue;
6897                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
6898                         return 0;
6899                 i_ineq = i;
6900         }
6901         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
6902                 return 0;
6903         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
6904         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
6905         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
6906                 return 0;
6907         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
6908                 return 0;
6909         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
6910                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
6911                 return 0;
6912         if (val)
6913                 isl_int_neg(*val, c[0]);
6914         return 1;
6915 }
6916
6917 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
6918         unsigned dim, isl_int *val)
6919 {
6920         int i;
6921         isl_int v;
6922         isl_int tmp;
6923         int fixed;
6924
6925         if (!set)
6926                 return -1;
6927         if (set->n == 0)
6928                 return 0;
6929         if (set->n == 1)
6930                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6931                                                                 dim, val);
6932         isl_int_init(v);
6933         isl_int_init(tmp);
6934         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6935                                                                 dim, &v);
6936         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
6937                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
6938                                                                 dim, &tmp);
6939                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6940                         fixed = 0;
6941         }
6942         if (val)
6943                 isl_int_set(*val, v);
6944         isl_int_clear(tmp);
6945         isl_int_clear(v);
6946         return fixed;
6947 }
6948
6949 struct constraint {
6950         unsigned        size;
6951         isl_int         *c;
6952 };
6953
6954 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
6955  * variables sorting first.
6956  */
6957 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
6958 {
6959         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
6960         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
6961         int l1, l2;
6962         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
6963
6964         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
6965         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
6966
6967         if (l1 != l2)
6968                 return l1 - l2;
6969
6970         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
6971 }
6972
6973 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
6974         struct isl_basic_map *bmap)
6975 {
6976         int i;
6977         struct constraint *c;
6978         unsigned total;
6979
6980         if (!bmap)
6981                 return NULL;
6982         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6983         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
6984         if (!c)
6985                 goto error;
6986         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6987                 c[i].size = total;
6988                 c[i].c = bmap->ineq[i];
6989         }
6990         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
6991         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
6992                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
6993         free(c);
6994         return bmap;
6995 error:
6996         isl_basic_map_free(bmap);
6997         return NULL;
6998 }
6999
7000 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7001         __isl_take isl_basic_set *bset)
7002 {
7003         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7004                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7005 }
7006
7007 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7008 {
7009         if (!bmap)
7010                 return NULL;
7011         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7012                 return bmap;
7013         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7014         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7015         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7016         return bmap;
7017 }
7018
7019 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7020 {
7021         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7022                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7023 }
7024
7025 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7026         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7027 {
7028         int i, cmp;
7029         unsigned total;
7030
7031         if (bmap1 == bmap2)
7032                 return 0;
7033         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7034             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7035                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7036         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7037                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7038         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7039                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7040         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7041                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7042         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7043             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7044                 return 0;
7045         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7046                 return 1;
7047         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7048                 return -1;
7049         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7050                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7051         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7052                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7053         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7054                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7055         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7056         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7057                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7058                 if (cmp)
7059                         return cmp;
7060         }
7061         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7062                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7063                 if (cmp)
7064                         return cmp;
7065         }
7066         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7067                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7068                 if (cmp)
7069                         return cmp;
7070         }
7071         return 0;
7072 }
7073
7074 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7075         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7076 {
7077         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7078 }
7079
7080 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7081         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7082 {
7083         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7084                                             (isl_basic_map *)bset2);
7085 }
7086
7087 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7088 {
7089         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7090         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7091
7092         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7093 }
7094
7095 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7096  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7097  * meaning of any possible other copies of map.
7098  */
7099 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7100 {
7101         int i, j;
7102         struct isl_basic_map *bmap;
7103
7104         if (!map)
7105                 return NULL;
7106         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7107                 return map;
7108         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7109                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7110                 if (!bmap)
7111                         goto error;
7112                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7113                 map->p[i] = bmap;
7114         }
7115         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7116         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7117         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7118         if (!map)
7119                 return NULL;
7120         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7121                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7122                         continue;
7123                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7124                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7125                         map->p[j-1] = map->p[j];
7126                 map->n--;
7127         }
7128         return map;
7129 error:
7130         isl_map_free(map);
7131         return NULL;
7132
7133 }
7134
7135 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7136 {
7137         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7138 }
7139
7140 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7141 {
7142         int i;
7143         int equal;
7144
7145         if (!map1 || !map2)
7146                 return -1;
7147
7148         if (map1 == map2)
7149                 return 1;
7150         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
7151                 return 0;
7152
7153         map1 = isl_map_copy(map1);
7154         map2 = isl_map_copy(map2);
7155         map1 = isl_map_normalize(map1);
7156         map2 = isl_map_normalize(map2);
7157         if (!map1 || !map2)
7158                 goto error;
7159         equal = map1->n == map2->n;
7160         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7161                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7162                 if (equal < 0)
7163                         goto error;
7164         }
7165         isl_map_free(map1);
7166         isl_map_free(map2);
7167         return equal;
7168 error:
7169         isl_map_free(map1);
7170         isl_map_free(map2);
7171         return -1;
7172 }
7173
7174 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7175 {
7176         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7177 }
7178
7179 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7180 {
7181         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7182                                                 (struct isl_map *)set2);
7183 }
7184
7185 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7186 {
7187         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7188 }
7189
7190 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7191  */
7192 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7193         isl_int min, isl_int max)
7194 {
7195         int k;
7196         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7197
7198         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7199         if (!bset)
7200                 goto error;
7201
7202         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7203         if (k < 0)
7204                 goto error;
7205         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7206         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7207
7208         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7209         if (k < 0)
7210                 goto error;
7211         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7212         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7213
7214         return bset;
7215 error:
7216         isl_basic_set_free(bset);
7217         return NULL;
7218 }
7219
7220 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7221  */
7222 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7223         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7224 {
7225         int i;
7226         unsigned dim;
7227         unsigned nparam;
7228         unsigned extra;
7229         unsigned n_eq;
7230         unsigned n_ineq;
7231         struct isl_basic_set *product = NULL;
7232
7233         if (!list)
7234                 goto error;
7235         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7236         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7237         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7238         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7239         extra = list->p[0]->n_div;
7240         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7241         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7242         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7243                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7244                 isl_assert(list->ctx,
7245                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7246                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7247                 extra += list->p[i]->n_div;
7248                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7249                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7250         }
7251         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7252                                         n_eq, n_ineq);
7253         if (!product)
7254                 goto error;
7255         dim = 0;
7256         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7257                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7258                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7259                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7260         }
7261         isl_basic_set_list_free(list);
7262         return product;
7263 error:
7264         isl_basic_set_free(product);
7265         isl_basic_set_list_free(list);
7266         return NULL;
7267 }
7268
7269 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7270                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7271 {
7272         struct isl_dim *dim_result = NULL;
7273         struct isl_basic_map *bmap;
7274         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7275         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7276
7277         if (!bmap1 || !bmap2)
7278                 goto error;
7279
7280         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7281                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7282         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7283                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
7284
7285         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7286         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7287         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7288         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7289         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7290
7291         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7292         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7293         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7294         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7295         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7296         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7297         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7298         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7299         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7300         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7301         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7302
7303         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7304                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7305                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7306                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7307         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7308         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7309         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7310         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7311 error:
7312         isl_basic_map_free(bmap1);
7313         isl_basic_map_free(bmap2);
7314         return NULL;
7315 }
7316
7317 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7318         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7319 {
7320         isl_basic_map *prod;
7321
7322         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7323         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7324         return prod;
7325 }
7326
7327 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7328         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7329 {
7330         return isl_basic_map_flat_product(bset1, bset2);
7331 }
7332
7333 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
7334         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7335 {
7336         isl_dim *dim_result = NULL;
7337         isl_basic_map *bmap;
7338         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
7339         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7340
7341         if (!bmap1 || !bmap2)
7342                 goto error;
7343
7344         dim_result = isl_dim_range_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7345                                            isl_dim_copy(bmap2->dim));
7346
7347         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7348         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7349         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7350         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7351
7352         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7353         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7354         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7355         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7356         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7357         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7358         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
7359         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
7360         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7361         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7362         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7363
7364         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7365                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7366                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7367                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7368         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7369         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7370         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7371         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7372 error:
7373         isl_basic_map_free(bmap1);
7374         isl_basic_map_free(bmap2);
7375         return NULL;
7376 }
7377
7378 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
7379         __isl_take isl_map *map2,
7380         __isl_give isl_dim *(*dim_product)(__isl_take isl_dim *left,
7381                                            __isl_take isl_dim *right),
7382         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
7383                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
7384 {
7385         unsigned flags = 0;
7386         struct isl_map *result;
7387         int i, j;
7388
7389         if (!map1 || !map2)
7390                 goto error;
7391
7392         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
7393                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
7394
7395         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7396             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
7397                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7398
7399         result = isl_map_alloc_dim(dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
7400                                                isl_dim_copy(map2->dim)),
7401                                 map1->n * map2->n, flags);
7402         if (!result)
7403                 goto error;
7404         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7405                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7406                         struct isl_basic_map *part;
7407                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7408                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
7409                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
7410                                 isl_basic_map_free(part);
7411                         else
7412                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
7413                         if (!result)
7414                                 goto error;
7415                 }
7416         isl_map_free(map1);
7417         isl_map_free(map2);
7418         return result;
7419 error:
7420         isl_map_free(map1);
7421         isl_map_free(map2);
7422         return NULL;
7423 }
7424
7425 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
7426  */
7427 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7428 {
7429         return map_product(map1, map2, &isl_dim_product, &isl_basic_map_product);
7430 }
7431
7432 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
7433  */
7434 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
7435         __isl_take isl_map *map2)
7436 {
7437         isl_map *prod;
7438
7439         prod = isl_map_product(map1, map2);
7440         prod = isl_map_flatten(prod);
7441         return prod;
7442 }
7443
7444 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
7445  */
7446 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7447 {
7448         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
7449                                                  (struct isl_map *)set2);
7450 }
7451
7452 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
7453         __isl_take isl_set *set2)
7454 {
7455         return (isl_set *)isl_map_flat_product((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7456 }
7457
7458 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
7459  */
7460 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7461         __isl_take isl_map *map2)
7462 {
7463         return map_product(map1, map2, &isl_dim_range_product,
7464                                 &isl_basic_map_range_product);
7465 }
7466
7467 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7468 {
7469         int i;
7470         uint32_t hash = isl_hash_init();
7471         unsigned total;
7472
7473         if (!bmap)
7474                 return 0;
7475         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
7476         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
7477         if (!bmap)
7478                 return 0;
7479         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7480         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
7481         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
7482                 uint32_t c_hash;
7483                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
7484                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7485         }
7486         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
7487         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7488                 uint32_t c_hash;
7489                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
7490                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7491         }
7492         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
7493         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7494                 uint32_t c_hash;
7495                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7496                         continue;
7497                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
7498                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
7499                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7500         }
7501         isl_basic_map_free(bmap);
7502         return hash;
7503 }
7504
7505 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7506 {
7507         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
7508 }
7509
7510 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
7511 {
7512         int i;
7513         uint32_t hash;
7514
7515         if (!map)
7516                 return 0;
7517         map = isl_map_copy(map);
7518         map = isl_map_normalize(map);
7519         if (!map)
7520                 return 0;
7521
7522         hash = isl_hash_init();
7523         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7524                 uint32_t bmap_hash;
7525                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
7526                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
7527         }
7528
7529         isl_map_free(map);
7530
7531         return hash;
7532 }
7533
7534 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
7535 {
7536         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
7537 }
7538
7539 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7540  * by the values of the other parameters and variables.
7541  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
7542  */
7543 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
7544 {
7545         int i;
7546         unsigned nparam;
7547
7548         if (!bset)
7549                 return -1;
7550         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7551         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
7552                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
7553                         return 1;
7554         return 0;
7555 }
7556
7557 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7558  * by the values of the other parameters and variables.
7559  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
7560  * for each of the subsets.
7561  */
7562 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
7563 {
7564         int i;
7565
7566         if (!set)
7567                 return -1;
7568         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7569                 int unique;
7570                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
7571                 if (unique != 1)
7572                         return unique;
7573         }
7574         return 1;
7575 }
7576
7577 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
7578 {
7579         return set ? set->n : 0;
7580 }
7581
7582 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
7583         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
7584 {
7585         int i;
7586
7587         if (!map)
7588                 return -1;
7589
7590         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7591                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
7592                         return -1;
7593
7594         return 0;
7595 }
7596
7597 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
7598         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
7599 {
7600         int i;
7601
7602         if (!set)
7603                 return -1;
7604
7605         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7606                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
7607                         return -1;
7608
7609         return 0;
7610 }
7611
7612 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
7613 {
7614         struct isl_dim *dim;
7615
7616         if (!bset)
7617                 return NULL;
7618
7619         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7620         if (!bset)
7621                 return NULL;
7622
7623         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
7624         dim = isl_dim_lift(dim, bset->n_div);
7625         if (!dim)
7626                 goto error;
7627         isl_dim_free(bset->dim);
7628         bset->dim = dim;
7629         bset->extra -= bset->n_div;
7630         bset->n_div = 0;
7631
7632         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
7633
7634         return bset;
7635 error:
7636         isl_basic_set_free(bset);
7637         return NULL;
7638 }
7639
7640 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
7641 {
7642         int i;
7643         struct isl_dim *dim;
7644         unsigned n_div;
7645
7646         set = isl_set_align_divs(set);
7647
7648         if (!set)
7649                 return NULL;
7650
7651         set = isl_set_cow(set);
7652         if (!set)
7653                 return NULL;
7654
7655         n_div = set->p[0]->n_div;
7656         dim = isl_set_get_dim(set);
7657         dim = isl_dim_lift(dim, n_div);
7658         if (!dim)
7659                 goto error;
7660         isl_dim_free(set->dim);
7661         set->dim = dim;
7662
7663         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7664                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
7665                 if (!set->p[i])
7666                         goto error;
7667         }
7668
7669         return set;
7670 error:
7671         isl_set_free(set);
7672         return NULL;
7673 }
7674
7675 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
7676 {
7677         struct isl_dim *dim;
7678         struct isl_basic_map *bmap;
7679         unsigned n_set;
7680         unsigned n_div;
7681         unsigned n_param;
7682         unsigned total;
7683         int i, k, l;
7684
7685         set = isl_set_align_divs(set);
7686
7687         if (!set)
7688                 return NULL;
7689
7690         dim = isl_set_get_dim(set);
7691         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
7692                 isl_set_free(set);
7693                 return isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
7694         }
7695
7696         n_div = set->p[0]->n_div;
7697         dim = isl_dim_map_from_set(dim);
7698         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
7699         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
7700         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
7701         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
7702         for (i = 0; i < n_set; ++i)
7703                 bmap = var_equal(bmap, i);
7704
7705         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
7706         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
7707                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7708                 if (k < 0)
7709                         goto error;
7710                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
7711                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
7712                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
7713                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
7714                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
7715                             set->p[0]->div[i][0]);
7716
7717                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7718                 if (l < 0)
7719                         goto error;
7720                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
7721                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
7722                             set->p[0]->div[i][0]);
7723                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
7724         }
7725
7726         isl_set_free(set);
7727         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7728         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
7729         return isl_map_from_basic_map(bmap);
7730 error:
7731         isl_set_free(set);
7732         isl_basic_map_free(bmap);
7733         return NULL;
7734 }
7735
7736 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7737 {
7738         unsigned dim;
7739         int size = 0;
7740
7741         if (!bset)
7742                 return -1;
7743
7744         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
7745         size += bset->n_eq * (1 + dim);
7746         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
7747         size += bset->n_div * (2 + dim);
7748
7749         return size;
7750 }
7751
7752 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
7753 {
7754         int i;
7755         int size = 0;
7756
7757         if (!set)
7758                 return -1;
7759
7760         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7761                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
7762
7763         return size;
7764 }
7765
7766 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7767         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7768 {
7769         int i;
7770         int lower, upper;
7771
7772         if (!bmap)
7773                 return -1;
7774
7775         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
7776
7777         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
7778
7779         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
7780                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
7781                         return 1;
7782
7783         lower = upper = 0;
7784         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7785                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
7786                 if (sgn > 0)
7787                         lower = 1;
7788                 if (sgn < 0)
7789                         upper = 1;
7790         }
7791
7792         return lower && upper;
7793 }
7794
7795 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
7796         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7797 {
7798         int i;
7799
7800         if (!map)
7801                 return -1;
7802
7803         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7804                 int bounded;
7805                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
7806                 if (bounded < 0 || !bounded)
7807                         return bounded;
7808         }
7809
7810         return 1;
7811 }
7812
7813 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
7814  * and a lower bound.
7815  */
7816 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
7817         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7818 {
7819         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
7820 }
7821
7822 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
7823  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
7824  * elements of the array "signs".
7825  * Sign
7826  *      1 means that the variable is non-negative
7827  *      -1 means that the variable is non-positive
7828  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
7829  */
7830 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7831         unsigned first, unsigned n, int *signs)
7832 {
7833         isl_vec *bound = NULL;
7834         struct isl_tab *tab = NULL;
7835         struct isl_tab_undo *snap;
7836         int i;
7837
7838         if (!bset || !signs)
7839                 return -1;
7840
7841         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7842         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
7843         if (!bound || !tab)
7844                 goto error;
7845
7846         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
7847         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
7848
7849         snap = isl_tab_snap(tab);
7850         for (i = 0; i < n; ++i) {
7851                 int empty;
7852
7853                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
7854                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
7855                         goto error;
7856                 empty = tab->empty;
7857                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
7858                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
7859                         goto error;
7860
7861                 if (empty) {
7862                         signs[i] = 1;
7863                         continue;
7864                 }
7865
7866                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
7867                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
7868                         goto error;
7869                 empty = tab->empty;
7870                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
7871                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
7872                         goto error;
7873
7874                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
7875         }
7876
7877         isl_tab_free(tab);
7878         isl_vec_free(bound);
7879         return 0;
7880 error:
7881         isl_tab_free(tab);
7882         isl_vec_free(bound);
7883         return -1;
7884 }
7885
7886 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7887         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
7888 {
7889         if (!bset || !signs)
7890                 return -1;
7891         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
7892                 return -1);
7893
7894         first += pos(bset->dim, type) - 1;
7895         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
7896 }
7897
7898 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
7899  * In particular, for each output dimension, check that there is
7900  * an equality that defines the output dimension in terms of
7901  * earlier dimensions.
7902  */
7903 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7904 {
7905         int i, j;
7906         unsigned total;
7907         unsigned n_out;
7908         unsigned o_out;
7909
7910         if (!bmap)
7911                 return -1;
7912
7913         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7914         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
7915         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
7916
7917         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
7918                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
7919                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
7920                                 continue;
7921                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
7922                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
7923                                 break;
7924                 }
7925                 if (j >= bmap->n_eq)
7926                         return 0;
7927         }
7928
7929         return 1;
7930 }
7931
7932 /* Check if the given map is obviously single-valued.
7933  */
7934 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
7935 {
7936         if (!map)
7937                 return -1;
7938         if (map->n == 0)
7939                 return 1;
7940         if (map->n >= 2)
7941                 return 0;
7942
7943         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
7944 }
7945
7946 /* Check if the given map is single-valued.
7947  * We simply compute
7948  *
7949  *      M \circ M^-1
7950  *
7951  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
7952  */
7953 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
7954 {
7955         isl_dim *dim;
7956         isl_map *test;
7957         isl_map *id;
7958         int sv;
7959
7960         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
7961         if (sv < 0 || sv)
7962                 return sv;
7963
7964         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
7965         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
7966
7967         dim = isl_dim_map_from_set(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
7968         id = isl_map_identity(dim);
7969
7970         sv = isl_map_is_subset(test, id);
7971
7972         isl_map_free(test);
7973         isl_map_free(id);
7974
7975         return sv;
7976 }
7977
7978 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
7979 {
7980         int in;
7981
7982         map = isl_map_copy(map);
7983         map = isl_map_reverse(map);
7984         in = isl_map_is_single_valued(map);
7985         isl_map_free(map);
7986
7987         return in;
7988 }
7989
7990 /* Check if the given map is obviously injective.
7991  */
7992 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
7993 {
7994         int in;
7995
7996         map = isl_map_copy(map);
7997         map = isl_map_reverse(map);
7998         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
7999         isl_map_free(map);
8000
8001         return in;
8002 }
8003
8004 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8005 {
8006         int sv;
8007
8008         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8009         if (sv < 0 || !sv)
8010                 return sv;
8011
8012         return isl_map_is_injective(map);
8013 }
8014
8015 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8016 {
8017         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8018 }
8019
8020 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8021 {
8022         int ok;
8023         isl_set *delta;
8024
8025         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8026         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8027         isl_set_free(delta);
8028
8029         return ok;
8030 }
8031
8032 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8033 {
8034         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8035                 return 0;
8036         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8037                 return 0;
8038         return 1;
8039 }
8040
8041 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8042 {
8043         int i, j;
8044         unsigned nvar;
8045         unsigned ovar;
8046
8047         if (!bset)
8048                 return -1;
8049
8050         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8051                 return 0;
8052
8053         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8054         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8055         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8056                 int lower = 0, upper = 0;
8057                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8058                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8059                                 continue;
8060                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8061                                 return 0;
8062                         break;
8063                 }
8064                 if (i < bset->n_eq)
8065                         continue;
8066                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8067                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8068                                 continue;
8069                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8070                                 return 0;
8071                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8072                                 lower = 1;
8073                         else
8074                                 upper = 1;
8075                 }
8076                 if (!lower || !upper)
8077                         return 0;
8078         }
8079
8080         return 1;
8081 }
8082
8083 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8084 {
8085         if (!set)
8086                 return -1;
8087         if (set->n != 1)
8088                 return 0;
8089
8090         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8091 }
8092
8093 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8094 {
8095         if (!bset)
8096                 return -1;
8097
8098         return isl_dim_is_wrapping(bset->dim);
8099 }
8100
8101 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8102 {
8103         if (!set)
8104                 return -1;
8105
8106         return isl_dim_is_wrapping(set->dim);
8107 }
8108
8109 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8110 {
8111         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8112         if (!bmap)
8113                 return NULL;
8114
8115         bmap->dim = isl_dim_wrap(bmap->dim);
8116         if (!bmap->dim)
8117                 goto error;
8118
8119         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8120
8121         return (isl_basic_set *)bmap;
8122 error:
8123         isl_basic_map_free(bmap);
8124         return NULL;
8125 }
8126
8127 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
8128 {
8129         int i;
8130
8131         map = isl_map_cow(map);
8132         if (!map)
8133                 return NULL;
8134
8135         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8136                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
8137                 if (!map->p[i])
8138                         goto error;
8139         }
8140         map->dim = isl_dim_wrap(map->dim);
8141         if (!map->dim)
8142                 goto error;
8143
8144         return (isl_set *)map;
8145 error:
8146         isl_map_free(map);
8147         return NULL;
8148 }
8149
8150 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
8151 {
8152         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8153         if (!bset)
8154                 return NULL;
8155
8156         bset->dim = isl_dim_unwrap(bset->dim);
8157         if (!bset->dim)
8158                 goto error;
8159
8160         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8161
8162         return (isl_basic_map *)bset;
8163 error:
8164         isl_basic_set_free(bset);
8165         return NULL;
8166 }
8167
8168 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
8169 {
8170         int i;
8171
8172         if (!set)
8173                 return NULL;
8174
8175         if (!isl_set_is_wrapping(set))
8176                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
8177                         goto error);
8178
8179         set = isl_set_cow(set);
8180         if (!set)
8181                 return NULL;
8182
8183         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8184                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
8185                 if (!set->p[i])
8186                         goto error;
8187         }
8188
8189         set->dim = isl_dim_unwrap(set->dim);
8190         if (!set->dim)
8191                 goto error;
8192
8193         return (isl_map *)set;
8194 error:
8195         isl_set_free(set);
8196         return NULL;
8197 }
8198
8199 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8200         enum isl_dim_type type)
8201 {
8202         if (!bmap)
8203                 return NULL;
8204
8205         if (!isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
8206                 return bmap;
8207
8208         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8209         if (!bmap)
8210                 return NULL;
8211
8212         bmap->dim = isl_dim_reset(bmap->dim, type);
8213         if (!bmap->dim)
8214                 goto error;
8215
8216         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8217
8218         return bmap;
8219 error:
8220         isl_basic_map_free(bmap);
8221         return NULL;
8222 }
8223
8224 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
8225         enum isl_dim_type type)
8226 {
8227         int i;
8228
8229         if (!map)
8230                 return NULL;
8231
8232         if (!isl_dim_is_named_or_nested(map->dim, type))
8233                 return map;
8234
8235         map = isl_map_cow(map);
8236         if (!map)
8237                 return NULL;
8238
8239         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8240                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
8241                 if (!map->p[i])
8242                         goto error;
8243         }
8244         map->dim = isl_dim_reset(map->dim, type);
8245         if (!map->dim)
8246                 goto error;
8247
8248         return map;
8249 error:
8250         isl_map_free(map);
8251         return NULL;
8252 }
8253
8254 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8255 {
8256         if (!bmap)
8257                 return NULL;
8258
8259         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
8260                 return bmap;
8261
8262         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8263         if (!bmap)
8264                 return NULL;
8265
8266         bmap->dim = isl_dim_flatten(bmap->dim);
8267         if (!bmap->dim)
8268                 goto error;
8269
8270         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8271
8272         return bmap;
8273 error:
8274         isl_basic_map_free(bmap);
8275         return NULL;
8276 }
8277
8278 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
8279 {
8280         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
8281 }
8282
8283 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
8284 {
8285         int i;
8286
8287         if (!map)
8288                 return NULL;
8289
8290         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
8291                 return map;
8292
8293         map = isl_map_cow(map);
8294         if (!map)
8295                 return NULL;
8296
8297         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8298                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
8299                 if (!map->p[i])
8300                         goto error;
8301         }
8302         map->dim = isl_dim_flatten(map->dim);
8303         if (!map->dim)
8304                 goto error;
8305
8306         return map;
8307 error:
8308         isl_map_free(map);
8309         return NULL;
8310 }
8311
8312 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
8313 {
8314         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
8315 }
8316
8317 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
8318 {
8319         isl_dim *dim, *flat_dim;
8320         isl_map *map;
8321
8322         dim = isl_set_get_dim(set);
8323         flat_dim = isl_dim_flatten(isl_dim_copy(dim));
8324         map = isl_map_identity(isl_dim_join(isl_dim_reverse(dim), flat_dim));
8325         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8326
8327         return map;
8328 }
8329
8330 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
8331  * and set the dimension specification to "dim".
8332  */
8333 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8334         __isl_take isl_dim *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
8335 {
8336         isl_basic_map *res;
8337
8338         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8339         if (!bmap || !dim || !dim_map)
8340                 goto error;
8341
8342         res = isl_basic_map_alloc_dim(dim,
8343                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
8344         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
8345         res = isl_basic_map_finalize(res);
8346         return res;
8347 error:
8348         free(dim_map);
8349         isl_basic_map_free(bmap);
8350         isl_dim_free(dim);
8351         return NULL;
8352 }
8353
8354 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
8355  */
8356 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
8357         __isl_take isl_reordering *r)
8358 {
8359         int i;
8360         struct isl_dim_map *dim_map;
8361
8362         map = isl_map_cow(map);
8363         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
8364         if (!map || !r || !dim_map)
8365                 goto error;
8366
8367         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8368                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
8369
8370                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
8371
8372                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
8373                                             isl_dim_copy(r->dim), dim_map_i);
8374
8375                 if (!map->p[i])
8376                         goto error;
8377         }
8378
8379         map = isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(r->dim));
8380
8381         isl_reordering_free(r);
8382         free(dim_map);
8383         return map;
8384 error:
8385         free(dim_map);
8386         isl_map_free(map);
8387         isl_reordering_free(r);
8388         return NULL;
8389 }
8390
8391 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
8392         __isl_take isl_reordering *r)
8393 {
8394         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
8395 }
8396
8397 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
8398         __isl_take isl_dim *model)
8399 {
8400         isl_ctx *ctx;
8401
8402         if (!map || !model)
8403                 goto error;
8404
8405         ctx = isl_dim_get_ctx(model);
8406         if (!isl_dim_has_named_params(model))
8407                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8408                         "model has unnamed parameters", goto error);
8409         if (!isl_dim_has_named_params(map->dim))
8410                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8411                         "relation has unnamed parameters", goto error);
8412         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
8413                 isl_reordering *exp;
8414
8415                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_in,
8416                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_in));
8417                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_out,
8418                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_out));
8419                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
8420                 exp = isl_reordering_extend_dim(exp, isl_map_get_dim(map));
8421                 map = isl_map_realign(map, exp);
8422         }
8423
8424         isl_dim_free(model);
8425         return map;
8426 error:
8427         isl_dim_free(model);
8428         isl_map_free(map);
8429         return NULL;
8430 }
8431
8432 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
8433         __isl_take isl_dim *model)
8434 {
8435         return isl_map_align_params(set, model);
8436 }
8437
8438 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
8439                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8440                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8441                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8442 {
8443         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8444         struct isl_mat *mat;
8445         int i, j, k;
8446         int pos;
8447
8448         if (!bmap)
8449                 return NULL;
8450         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
8451                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8452         if (!mat)
8453                 return NULL;
8454         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8455                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8456                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8457                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8458                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8459                                             bmap->eq[i][off + k]);
8460                                 ++pos;
8461                         }
8462                 }
8463
8464         return mat;
8465 }
8466
8467 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
8468                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8469                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8470                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8471 {
8472         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8473         struct isl_mat *mat;
8474         int i, j, k;
8475         int pos;
8476
8477         if (!bmap)
8478                 return NULL;
8479         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
8480                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8481         if (!mat)
8482                 return NULL;
8483         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8484                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8485                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8486                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8487                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8488                                             bmap->ineq[i][off + k]);
8489                                 ++pos;
8490                         }
8491                 }
8492
8493         return mat;
8494 }
8495
8496 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
8497         __isl_take isl_dim *dim,
8498         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8499         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8500         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8501 {
8502         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8503         isl_basic_map *bmap;
8504         unsigned total;
8505         unsigned extra;
8506         int i, j, k, l;
8507         int pos;
8508
8509         if (!dim || !eq || !ineq)
8510                 goto error;
8511
8512         if (eq->n_col != ineq->n_col)
8513                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8514                         "equalities and inequalities matrices should have "
8515                         "same number of columns", goto error);
8516
8517         total = 1 + isl_dim_total(dim);
8518
8519         if (eq->n_col < total)
8520                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8521                         "number of columns too small", goto error);
8522
8523         extra = eq->n_col - total;
8524
8525         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), extra,
8526                                        eq->n_row, ineq->n_row);
8527         if (!bmap)
8528                 goto error;
8529         for (i = 0; i < extra; ++i) {
8530                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
8531                 if (k < 0)
8532                         goto error;
8533                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
8534         }
8535         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
8536                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8537                 if (l < 0)
8538                         goto error;
8539                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8540                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8541                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8542                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
8543                                             eq->row[i][pos]);
8544                                 ++pos;
8545                         }
8546                 }
8547         }
8548         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
8549                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8550                 if (l < 0)
8551                         goto error;
8552                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8553                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8554                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8555                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
8556                                             ineq->row[i][pos]);
8557                                 ++pos;
8558                         }
8559                 }
8560         }
8561
8562         isl_dim_free(dim);
8563         isl_mat_free(eq);
8564         isl_mat_free(ineq);
8565
8566         return bmap;
8567 error:
8568         isl_dim_free(dim);
8569         isl_mat_free(eq);
8570         isl_mat_free(ineq);
8571         return NULL;
8572 }
8573
8574 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
8575         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8576         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8577 {
8578         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8579                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8580 }
8581
8582 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
8583         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8584         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8585 {
8586         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8587                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8588 }
8589
8590 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
8591         __isl_take isl_dim *dim,
8592         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8593         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8594 {
8595         return (isl_basic_set*)
8596             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
8597                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8598 }
8599
8600 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8601 {
8602         if (!bmap)
8603                 return -1;
8604
8605         return isl_dim_can_zip(bmap->dim);
8606 }
8607
8608 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
8609 {
8610         if (!map)
8611                 return -1;
8612
8613         return isl_dim_can_zip(map->dim);
8614 }
8615
8616 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
8617  * (A -> C) -> (B -> D).
8618  */
8619 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8620 {
8621         unsigned pos;
8622         unsigned n1;
8623         unsigned n2;
8624
8625         if (!bmap)
8626                 return NULL;
8627
8628         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
8629                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
8630                         "basic map cannot be zipped", goto error);
8631         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
8632                 isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
8633         n1 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
8634         n2 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
8635         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
8636         if (!bmap)
8637                 return NULL;
8638         bmap->dim = isl_dim_zip(bmap->dim);
8639         if (!bmap->dim)
8640                 goto error;
8641         return bmap;
8642 error:
8643         isl_basic_map_free(bmap);
8644         return NULL;
8645 }
8646
8647 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
8648  * (A -> C) -> (B -> D).
8649  */
8650 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
8651 {
8652         int i;
8653
8654         if (!map)
8655                 return NULL;
8656
8657         if (!isl_map_can_zip(map))
8658                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
8659                         goto error);
8660
8661         map = isl_map_cow(map);
8662         if (!map)
8663                 return NULL;
8664
8665         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8666                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
8667                 if (!map->p[i])
8668                         goto error;
8669         }
8670
8671         map->dim = isl_dim_zip(map->dim);
8672         if (!map->dim)
8673                 goto error;
8674
8675         return map;
8676 error:
8677         isl_map_free(map);
8678         return NULL;
8679 }