isl_map.c

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