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 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
2996  */
2997 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
2998 {
2999         int i;
3000
3001         map = isl_map_cow(map);
3002         if (!map)
3003                 return NULL;
3004
3005         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3006                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3007                 if (!map->p[i])
3008                         goto error;
3009         }
3010
3011         return map;
3012 error:
3013         isl_map_free(map);
3014         return NULL;
3015 }
3016
3017 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3018 {
3019         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3020 }
3021
3022 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3023  * A -> floor(f(A)/d).
3024  */
3025 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3026                 isl_int d)
3027 {
3028         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3029         struct isl_basic_map *result = NULL;
3030         struct isl_dim_map *dim_map;
3031         int i;
3032
3033         if (!bmap)
3034                 return NULL;
3035
3036         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3037         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3038         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3039
3040         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3041         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3042         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3043         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3044         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3045         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3046
3047         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
3048                         bmap->n_div + n_out,
3049                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3050         result = add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3051         result = add_divs(result, n_out);
3052         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3053                 int j;
3054                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3055                 if (j < 0)
3056                         goto error;
3057                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3058                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3059                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3060                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3061                 if (j < 0)
3062                         goto error;
3063                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3064                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3065                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3066                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3067         }
3068
3069         result = isl_basic_map_simplify(result);
3070         return isl_basic_map_finalize(result);
3071 error:
3072         isl_basic_map_free(result);
3073         return NULL;
3074 }
3075
3076 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3077  * A -> floor(f(A)/d).
3078  */
3079 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3080 {
3081         int i;
3082
3083         map = isl_map_cow(map);
3084         if (!map)
3085                 return NULL;
3086
3087         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3088         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3089         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3090                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3091                 if (!map->p[i])
3092                         goto error;
3093         }
3094
3095         return map;
3096 error:
3097         isl_map_free(map);
3098         return NULL;
3099 }
3100
3101 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3102 {
3103         int i;
3104         unsigned nparam;
3105         unsigned n_in;
3106
3107         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3108         if (i < 0)
3109                 goto error;
3110         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3111         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3112         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3113         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3114         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3115         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3116 error:
3117         isl_basic_map_free(bmap);
3118         return NULL;
3119 }
3120
3121 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3122  */
3123 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3124 {
3125         int i;
3126         unsigned nparam;
3127         unsigned n_in;
3128
3129         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3130         if (i < 0)
3131                 goto error;
3132         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3133         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3134         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3135         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3136         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3137         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3138         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3139 error:
3140         isl_basic_map_free(bmap);
3141         return NULL;
3142 }
3143
3144 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3145  */
3146 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3147         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3148 {
3149         int i;
3150         unsigned nparam;
3151         unsigned n_in;
3152
3153         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3154         if (i < 0)
3155                 goto error;
3156         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3157         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3158         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3159         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3160         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3161         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3162 error:
3163         isl_basic_map_free(bmap);
3164         return NULL;
3165 }
3166
3167 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3168  */
3169 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3170 {
3171         int i;
3172         unsigned nparam;
3173         unsigned n_in;
3174
3175         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3176         if (i < 0)
3177                 goto error;
3178         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3179         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3180         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3181         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3182         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3183         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3184         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3185 error:
3186         isl_basic_map_free(bmap);
3187         return NULL;
3188 }
3189
3190 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3191  */
3192 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3193         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3194 {
3195         int i;
3196         unsigned nparam;
3197         unsigned n_in;
3198
3199         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3200         if (i < 0)
3201                 goto error;
3202         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3203         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3204         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3205         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3206         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3207         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3208 error:
3209         isl_basic_map_free(bmap);
3210         return NULL;
3211 }
3212
3213 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
3214 {
3215         int i;
3216         struct isl_basic_map *bmap;
3217         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
3218         if (!bmap)
3219                 return NULL;
3220         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3221                 bmap = var_equal(bmap, i);
3222         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3223 }
3224
3225 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3226  */
3227 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3228 {
3229         int i;
3230         struct isl_basic_map *bmap;
3231         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3232         if (!bmap)
3233                 return NULL;
3234         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3235                 bmap = var_equal(bmap, i);
3236         if (bmap)
3237                 bmap = var_less(bmap, pos);
3238         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3239 }
3240
3241 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3242  */
3243 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3244         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3245 {
3246         int i;
3247         isl_basic_map *bmap;
3248
3249         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3250         for (i = 0; i < pos; ++i)
3251                 bmap = var_equal(bmap, i);
3252         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3253         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3254 }
3255
3256 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3257  */
3258 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3259 {
3260         int i;
3261         struct isl_basic_map *bmap;
3262         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3263         if (!bmap)
3264                 return NULL;
3265         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3266                 bmap = var_equal(bmap, i);
3267         if (bmap)
3268                 bmap = var_more(bmap, pos);
3269         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3270 }
3271
3272 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3273  */
3274 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3275         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3276 {
3277         int i;
3278         isl_basic_map *bmap;
3279
3280         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3281         for (i = 0; i < pos; ++i)
3282                 bmap = var_equal(bmap, i);
3283         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3284         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3285 }
3286
3287 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3288         unsigned n, int equal)
3289 {
3290         struct isl_map *map;
3291         int i;
3292
3293         if (n == 0 && equal)
3294                 return isl_map_universe(dims);
3295
3296         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3297
3298         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3299                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3300                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3301         if (n > 0) {
3302                 if (equal)
3303                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3304                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3305                 else
3306                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3307                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3308         } else
3309                 isl_dim_free(dims);
3310
3311         return map;
3312 }
3313
3314 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3315 {
3316         if (!dims)
3317                 return NULL;
3318         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3319 }
3320
3321 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3322 {
3323         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3324 }
3325
3326 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3327 {
3328         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3329 }
3330
3331 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3332 {
3333         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 0);
3334 }
3335
3336 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3337 {
3338         return map_lex_lte(isl_dim_map(set_dim), 1);
3339 }
3340
3341 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3342         unsigned n, int equal)
3343 {
3344         struct isl_map *map;
3345         int i;
3346
3347         if (n == 0 && equal)
3348                 return isl_map_universe(dims);
3349
3350         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3351
3352         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3353                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3354                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3355         if (n > 0) {
3356                 if (equal)
3357                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3358                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3359                 else
3360                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3361                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3362         } else
3363                 isl_dim_free(dims);
3364
3365         return map;
3366 }
3367
3368 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3369 {
3370         if (!dims)
3371                 return NULL;
3372         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3373 }
3374
3375 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3376 {
3377         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3378 }
3379
3380 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3381 {
3382         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3383 }
3384
3385 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3386 {
3387         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 0);
3388 }
3389
3390 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3391 {
3392         return map_lex_gte(isl_dim_map(set_dim), 1);
3393 }
3394
3395 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3396         __isl_take isl_set *set2)
3397 {
3398         isl_map *map;
3399         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_dim(set1));
3400         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3401         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3402         return map;
3403 }
3404
3405 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3406         __isl_take isl_set *set2)
3407 {
3408         isl_map *map;
3409         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_dim(set1));
3410         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3411         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3412         return map;
3413 }
3414
3415 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3416         __isl_take isl_set *set2)
3417 {
3418         isl_map *map;
3419         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_dim(set1));
3420         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3421         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3422         return map;
3423 }
3424
3425 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3426         __isl_take isl_set *set2)
3427 {
3428         isl_map *map;
3429         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_dim(set1));
3430         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3431         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3432         return map;
3433 }
3434
3435 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3436         __isl_take isl_map *map2)
3437 {
3438         isl_map *map;
3439         map = isl_map_lex_le(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3440         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3441         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3442         return map;
3443 }
3444
3445 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3446         __isl_take isl_map *map2)
3447 {
3448         isl_map *map;
3449         map = isl_map_lex_lt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3450         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3451         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3452         return map;
3453 }
3454
3455 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3456         __isl_take isl_map *map2)
3457 {
3458         isl_map *map;
3459         map = isl_map_lex_ge(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3460         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3461         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3462         return map;
3463 }
3464
3465 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3466         __isl_take isl_map *map2)
3467 {
3468         isl_map *map;
3469         map = isl_map_lex_gt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3470         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3471         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3472         return map;
3473 }
3474
3475 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3476                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3477 {
3478         struct isl_basic_map *bmap;
3479
3480         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3481         if (!bset || !dim)
3482                 goto error;
3483
3484         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3485         isl_dim_free(bset->dim);
3486         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3487         bmap->dim = dim;
3488         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3489 error:
3490         isl_basic_set_free(bset);
3491         isl_dim_free(dim);
3492         return NULL;
3493 }
3494
3495 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3496 {
3497         if (!bmap)
3498                 goto error;
3499         if (bmap->dim->n_in == 0)
3500                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3501         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3502         if (!bmap)
3503                 goto error;
3504         bmap->dim = isl_dim_as_set_dim(bmap->dim);
3505         if (!bmap->dim)
3506                 goto error;
3507         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3508         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3509 error:
3510         isl_basic_map_free(bmap);
3511         return NULL;
3512 }
3513
3514 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3515  *
3516  *              f - m d >= 0
3517  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3518  *
3519  * Note that the second constraint is the negation of
3520  *
3521  *              f - m d >= n
3522  */
3523 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3524         unsigned pos, isl_int *div)
3525 {
3526         int i, j;
3527         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3528
3529         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3530         if (i < 0)
3531                 return -1;
3532         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3533         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3534
3535         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3536         if (j < 0)
3537                 return -1;
3538         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3539         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3540         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3541         return j;
3542 }
3543
3544 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3545         unsigned pos, isl_int *div)
3546 {
3547         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3548                                                         pos, div);
3549 }
3550
3551 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3552 {
3553         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3554         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3555
3556         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3557                                                         bmap->div[div]);
3558 }
3559
3560 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3561                 struct isl_basic_map *bmap)
3562 {
3563         if (!bmap)
3564                 goto error;
3565         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3566             bmap->n_div == 0 &&
3567             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3568             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3569                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3570         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3571         if (!bmap)
3572                 goto error;
3573         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3574         if (!bmap->dim)
3575                 goto error;
3576         bmap->extra -= bmap->n_div;
3577         bmap->n_div = 0;
3578         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3579         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3580 error:
3581         return NULL;
3582 }
3583
3584 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3585                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3586 {
3587         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3588 }
3589
3590 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3591         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3592 {
3593         struct isl_basic_map *bmap;
3594         struct isl_ctx *ctx;
3595         unsigned total;
3596         int i;
3597
3598         if (!bset || !like)
3599                 goto error;
3600         ctx = bset->ctx;
3601         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3602         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3603         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3604                         goto error);
3605         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3606                 isl_basic_map_free(like);
3607                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3608         }
3609         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3610         if (!bset)
3611                 goto error;
3612         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3613         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3614         isl_dim_free(bmap->dim);
3615         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3616         if (!bmap->dim)
3617                 goto error;
3618         bmap->n_div = like->n_div;
3619         bmap->extra += like->n_div;
3620         if (bmap->extra) {
3621                 unsigned ltotal;
3622                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3623                 if (ltotal > total)
3624                         ltotal = total;
3625                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3626                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3627                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3628                         goto error;
3629                 bmap->div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *,
3630                                                 bmap->extra);
3631                 if (!bmap->div)
3632                         goto error;
3633                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3634                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3635                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3636                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3637                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3638                 }
3639                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3640                                                         0, 2 * like->n_div);
3641                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3642                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3643                                 continue;
3644                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3645                                 goto error;
3646                 }
3647         }
3648         isl_basic_map_free(like);
3649         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3650         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3651         return bmap;
3652 error:
3653         isl_basic_map_free(like);
3654         isl_basic_set_free(bset);
3655         return NULL;
3656 }
3657
3658 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3659         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3660 {
3661         return (struct isl_basic_set *)
3662                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3663 }
3664
3665 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3666         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3667 {
3668         int i;
3669
3670         if (!set || !like)
3671                 goto error;
3672         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3673                     goto error);
3674         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3675                 isl_basic_set_free(like);
3676                 return set;
3677         }
3678         set = isl_set_cow(set);
3679         if (!set)
3680                 goto error;
3681         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3682                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3683                                                       isl_basic_set_copy(like));
3684                 if (!set->p[i])
3685                         goto error;
3686         }
3687         isl_dim_free(set->dim);
3688         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3689         if (!set->dim)
3690                 goto error;
3691         isl_basic_set_free(like);
3692         return set;
3693 error:
3694         isl_basic_set_free(like);
3695         isl_set_free(set);
3696         return NULL;
3697 }
3698
3699 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3700 {
3701         int i;
3702
3703         map = isl_map_cow(map);
3704         if (!map)
3705                 return NULL;
3706         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3707         if (!map->dim)
3708                 goto error;
3709
3710         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3711                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3712                                 goto error);
3713         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3714                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3715                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3716                 if (!map->p[i])
3717                         goto error;
3718         }
3719         if (map->n == 0)
3720                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3721         else {
3722                 isl_dim_free(map->dim);
3723                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3724         }
3725         if (!map->dim)
3726                 goto error;
3727         return (struct isl_set *)map;
3728 error:
3729         isl_map_free(map);
3730         return NULL;
3731 }
3732
3733 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3734 {
3735         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3736 }
3737
3738 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3739         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3740 {
3741         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3742         if (!bmap || !dim)
3743                 goto error;
3744
3745         isl_dim_free(bmap->dim);
3746         bmap->dim = dim;
3747
3748         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3749
3750         return bmap;
3751 error:
3752         isl_basic_map_free(bmap);
3753         isl_dim_free(dim);
3754         return NULL;
3755 }
3756
3757 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3758         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3759 {
3760         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3761                                                         dim);
3762 }
3763
3764 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3765         __isl_take isl_dim *dim)
3766 {
3767         int i;
3768
3769         map = isl_map_cow(map);
3770         if (!map || !dim)
3771                 goto error;
3772
3773         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3774                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3775                                                     isl_dim_copy(dim));
3776                 if (!map->p[i])
3777                         goto error;
3778         }
3779         isl_dim_free(map->dim);
3780         map->dim = dim;
3781
3782         return map;
3783 error:
3784         isl_map_free(map);
3785         isl_dim_free(dim);
3786         return NULL;
3787 }
3788
3789 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
3790         __isl_take isl_dim *dim)
3791 {
3792         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3793 }
3794
3795 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3796 {
3797         isl_dim *dim;
3798         struct isl_basic_set *domain;
3799         unsigned n_in;
3800         unsigned n_out;
3801
3802         if (!bmap)
3803                 return NULL;
3804         dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
3805
3806         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3807         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3808         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3809         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3810
3811         domain = isl_basic_set_reset_dim(domain, dim);
3812
3813         return domain;
3814 }
3815
3816 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3817 {
3818         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3819 }
3820
3821 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
3822         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3823 {
3824         int i, k;
3825         isl_dim *dim;
3826         isl_basic_map *domain;
3827         isl_basic_set *bset;
3828         int nparam, n_in, n_out;
3829         unsigned total;
3830
3831         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3832         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3833         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3834
3835         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3836         domain = isl_basic_map_universe(dim);
3837
3838         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3839         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
3840         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
3841
3842         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3843
3844         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
3845                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3846                 if (k < 0)
3847                         goto error;
3848                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3849                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
3850                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3851         }
3852
3853         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3854         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3855 error:
3856         isl_basic_map_free(bmap);
3857         return NULL;
3858 }
3859
3860 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
3861         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3862 {
3863         int i, k;
3864         isl_dim *dim;
3865         isl_basic_map *range;
3866         isl_basic_set *bset;
3867         int nparam, n_in, n_out;
3868         unsigned total;
3869
3870         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3871         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3872         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3873
3874         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_range(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3875         range = isl_basic_map_universe(dim);
3876
3877         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3878         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
3879         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
3880
3881         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3882
3883         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3884                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3885                 if (k < 0)
3886                         goto error;
3887                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3888                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
3889                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3890         }
3891
3892         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3893         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3894 error:
3895         isl_basic_map_free(bmap);
3896         return NULL;
3897 }
3898
3899 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3900 {
3901         int i;
3902         struct isl_set *set;
3903
3904         if (!map)
3905                 goto error;
3906         if (isl_map_dim(map, isl_dim_in) == 0)
3907                 return (isl_set *)map;
3908
3909         map = isl_map_cow(map);
3910         if (!map)
3911                 goto error;
3912
3913         set = (struct isl_set *) map;
3914         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3915         if (!set->dim)
3916                 goto error;
3917         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3918                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3919                 if (!set->p[i])
3920                         goto error;
3921         }
3922         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3923         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3924         return set;
3925 error:
3926         isl_map_free(map);
3927         return NULL;
3928 }
3929
3930 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
3931 {
3932         int i;
3933         isl_dim *domain_dim;
3934
3935         map = isl_map_cow(map);
3936         if (!map)
3937                 return NULL;
3938
3939         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
3940         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
3941         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
3942         if (!map->dim)
3943                 goto error;
3944         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3945                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
3946                 if (!map->p[i])
3947                         goto error;
3948         }
3949         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3950         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3951         return map;
3952 error:
3953         isl_map_free(map);
3954         return NULL;
3955 }
3956
3957 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
3958 {
3959         int i;
3960         isl_dim *range_dim;
3961
3962         map = isl_map_cow(map);
3963         if (!map)
3964                 return NULL;
3965
3966         range_dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(map));
3967         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
3968         map->dim = isl_dim_join(map->dim, range_dim);
3969         if (!map->dim)
3970                 goto error;
3971         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3972                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
3973                 if (!map->p[i])
3974                         goto error;
3975         }
3976         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3977         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3978         return map;
3979 error:
3980         isl_map_free(map);
3981         return NULL;
3982 }
3983
3984 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
3985 {
3986         int i;
3987         struct isl_map *map = NULL;
3988
3989         set = isl_set_cow(set);
3990         if (!set || !dim)
3991                 goto error;
3992         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
3993         map = (struct isl_map *)set;
3994         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3995                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
3996                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
3997                 if (!map->p[i])
3998                         goto error;
3999         }
4000         isl_dim_free(map->dim);
4001         map->dim = dim;
4002         return map;
4003 error:
4004         isl_dim_free(dim);
4005         isl_set_free(set);
4006         return NULL;
4007 }
4008
4009 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4010         __isl_take isl_basic_set *bset)
4011 {
4012         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4013 }
4014
4015 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4016         __isl_take isl_basic_set *bset)
4017 {
4018         return (isl_basic_map *)bset;
4019 }
4020
4021 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4022 {
4023         return (struct isl_map *)set;
4024 }
4025
4026 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4027 {
4028         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4029 }
4030
4031 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4032         __isl_take isl_set *range)
4033 {
4034         return isl_map_apply_range(isl_map_from_domain(domain),
4035                                    isl_map_from_range(range));
4036 }
4037
4038 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4039 {
4040         int i;
4041         struct isl_set *set = NULL;
4042
4043         if (!map)
4044                 return NULL;
4045         map = isl_map_cow(map);
4046         if (!map)
4047                 return NULL;
4048         map->dim = isl_dim_as_set_dim(map->dim);
4049         if (!map->dim)
4050                 goto error;
4051         set = (struct isl_set *)map;
4052         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4053                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4054                 if (!set->p[i])
4055                         goto error;
4056         }
4057         return set;
4058 error:
4059         isl_map_free(map);
4060         return NULL;
4061 }
4062
4063 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
4064 {
4065         struct isl_map *map;
4066
4067         if (!dim)
4068                 return NULL;
4069         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4070         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4071                         sizeof(struct isl_map) +
4072                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4073         if (!map)
4074                 goto error;
4075
4076         map->ctx = dim->ctx;
4077         isl_ctx_ref(map->ctx);
4078         map->ref = 1;
4079         map->size = n;
4080         map->n = 0;
4081         map->dim = dim;
4082         map->flags = flags;
4083         return map;
4084 error:
4085         isl_dim_free(dim);
4086         return NULL;
4087 }
4088
4089 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4090                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4091                 unsigned flags)
4092 {
4093         struct isl_map *map;
4094         struct isl_dim *dims;
4095
4096         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
4097         if (!dims)
4098                 return NULL;
4099
4100         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
4101         return map;
4102 }
4103
4104 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
4105 {
4106         struct isl_basic_map *bmap;
4107         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4108         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4109         return bmap;
4110 }
4111
4112 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
4113 {
4114         struct isl_basic_set *bset;
4115         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4116         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4117         return bset;
4118 }
4119
4120 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4121 {
4122         struct isl_basic_map *bmap;
4123         if (!model)
4124                 return NULL;
4125         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4126         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4127         return bmap;
4128 }
4129
4130 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4131 {
4132         struct isl_basic_map *bmap;
4133         if (!model)
4134                 return NULL;
4135         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4136         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4137         return bmap;
4138 }
4139
4140 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4141 {
4142         struct isl_basic_set *bset;
4143         if (!model)
4144                 return NULL;
4145         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4146         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4147         return bset;
4148 }
4149
4150 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
4151 {
4152         struct isl_basic_map *bmap;
4153         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4154         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4155         return bmap;
4156 }
4157
4158 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
4159 {
4160         struct isl_basic_set *bset;
4161         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4162         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4163         return bset;
4164 }
4165
4166 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4167 {
4168         int i;
4169         unsigned total = isl_dim_total(dim);
4170         isl_basic_map *bmap;
4171
4172         bmap= isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, total);
4173         for (i = 0; i < total; ++i) {
4174                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4175                 if (k < 0)
4176                         goto error;
4177                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4178                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4179         }
4180         return bmap;
4181 error:
4182         isl_basic_map_free(bmap);
4183         return NULL;
4184 }
4185
4186 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4187 {
4188         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4189 }
4190
4191 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4192 {
4193         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4194 }
4195
4196 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4197 {
4198         return isl_map_nat_universe(dim);
4199 }
4200
4201 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4202                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4203 {
4204         if (!model)
4205                 return NULL;
4206         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4207 }
4208
4209 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4210 {
4211         if (!model)
4212                 return NULL;
4213         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4214 }
4215
4216 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4217         __isl_keep isl_set *model)
4218 {
4219         if (!model)
4220                 return NULL;
4221         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4222 }
4223
4224 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
4225 {
4226         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4227 }
4228
4229 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4230 {
4231         if (!model)
4232                 return NULL;
4233         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4234 }
4235
4236 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4237 {
4238         if (!model)
4239                 return NULL;
4240         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4241 }
4242
4243 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
4244 {
4245         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4246 }
4247
4248 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4249 {
4250         if (!model)
4251                 return NULL;
4252         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
4253 }
4254
4255 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
4256 {
4257         struct isl_map *map;
4258         if (!dim)
4259                 return NULL;
4260         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4261         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4262         return map;
4263 }
4264
4265 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
4266 {
4267         struct isl_set *set;
4268         if (!dim)
4269                 return NULL;
4270         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4271         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4272         return set;
4273 }
4274
4275 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4276 {
4277         if (!model)
4278                 return NULL;
4279         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
4280 }
4281
4282 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4283 {
4284         int i;
4285         struct isl_map *dup;
4286
4287         if (!map)
4288                 return NULL;
4289         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4290         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4291                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4292         return dup;
4293 }
4294
4295 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4296                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4297 {
4298         if (!bmap || !map)
4299                 goto error;
4300         if (isl_basic_map_fast_is_empty(bmap)) {
4301                 isl_basic_map_free(bmap);
4302                 return map;
4303         }
4304         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4305         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4306         map->p[map->n] = bmap;
4307         map->n++;
4308         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4309         return map;
4310 error:
4311         if (map)
4312                 isl_map_free(map);
4313         if (bmap)
4314                 isl_basic_map_free(bmap);
4315         return NULL;
4316 }
4317
4318 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4319 {
4320         int i;
4321
4322         if (!map)
4323                 return;
4324
4325         if (--map->ref > 0)
4326                 return;
4327
4328         isl_ctx_deref(map->ctx);
4329         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4330                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4331         isl_dim_free(map->dim);
4332         free(map);
4333 }
4334
4335 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4336                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4337 {
4338         int i;
4339
4340         base = isl_map_cow(base);
4341         if (!base)
4342                 return NULL;
4343
4344         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4345         if (!base->dim)
4346                 goto error;
4347         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4348                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
4349                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4350                 if (!base->p[i])
4351                         goto error;
4352         }
4353         return base;
4354 error:
4355         isl_map_free(base);
4356         return NULL;
4357 }
4358
4359 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4360                 unsigned nparam, unsigned dim)
4361 {
4362         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4363                                                         nparam, 0, dim);
4364 }
4365
4366 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4367         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4368 {
4369         int j;
4370
4371         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4372         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4373         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4374         if (j < 0)
4375                 goto error;
4376         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4377         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4378         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4379         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4380         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4381 error:
4382         isl_basic_map_free(bmap);
4383         return NULL;
4384 }
4385
4386 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4387         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4388 {
4389         int j;
4390
4391         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4392         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4393         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4394         if (j < 0)
4395                 goto error;
4396         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4397         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4398         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4399         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4400         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4401 error:
4402         isl_basic_map_free(bmap);
4403         return NULL;
4404 }
4405
4406 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4407                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4408 {
4409         if (!bmap)
4410                 return NULL;
4411         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4412         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4413                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4414 error:
4415         isl_basic_map_free(bmap);
4416         return NULL;
4417 }
4418
4419 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4420                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4421 {
4422         if (!bmap)
4423                 return NULL;
4424         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4425         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4426                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4427 error:
4428         isl_basic_map_free(bmap);
4429         return NULL;
4430 }
4431
4432 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4433                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4434 {
4435         return (struct isl_basic_set *)
4436                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4437                                         type, pos, value);
4438 }
4439
4440 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4441                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4442 {
4443         return (struct isl_basic_set *)
4444                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4445                                         type, pos, value);
4446 }
4447
4448 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4449                 unsigned input, int value)
4450 {
4451         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4452 }
4453
4454 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4455                 unsigned dim, int value)
4456 {
4457         return (struct isl_basic_set *)
4458                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4459                                         isl_dim_set, dim, value);
4460 }
4461
4462 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4463                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4464 {
4465         int i;
4466
4467         map = isl_map_cow(map);
4468         if (!map)
4469                 return NULL;
4470
4471         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4472         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4473                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4474                 if (!map->p[i])
4475                         goto error;
4476         }
4477         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4478         return map;
4479 error:
4480         isl_map_free(map);
4481         return NULL;
4482 }
4483
4484 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4485                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4486 {
4487         return (struct isl_set *)
4488                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4489 }
4490
4491 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4492                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4493 {
4494         int i;
4495
4496         map = isl_map_cow(map);
4497         if (!map)
4498                 return NULL;
4499
4500         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4501         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4502                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4503                 if (!map->p[i])
4504                         goto error;
4505         }
4506         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4507         return map;
4508 error:
4509         isl_map_free(map);
4510         return NULL;
4511 }
4512
4513 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4514                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4515 {
4516         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4517 }
4518
4519 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4520                 unsigned input, int value)
4521 {
4522         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4523 }
4524
4525 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4526 {
4527         return (struct isl_set *)
4528                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4529 }
4530
4531 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4532                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4533                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4534 {
4535         int j;
4536
4537         if (!bmap)
4538                 return NULL;
4539         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4540         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4541         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4542         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4543         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4544         if (j < 0)
4545                 goto error;
4546         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4547         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4548         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4549         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4550         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4551 error:
4552         isl_basic_map_free(bmap);
4553         return NULL;
4554 }
4555
4556 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4557         unsigned dim, isl_int value)
4558 {
4559         int j;
4560
4561         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4562         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4563         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4564         if (j < 0)
4565                 goto error;
4566         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4567         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4568         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4569         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4570         return isl_basic_set_finalize(bset);
4571 error:
4572         isl_basic_set_free(bset);
4573         return NULL;
4574 }
4575
4576 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4577                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4578 {
4579         int i;
4580
4581         map = isl_map_cow(map);
4582         if (!map)
4583                 return NULL;
4584
4585         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4586         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4587                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4588                                                          type, pos, value);
4589                 if (!map->p[i])
4590                         goto error;
4591         }
4592         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4593         return map;
4594 error:
4595         isl_map_free(map);
4596         return NULL;
4597 }
4598
4599 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4600                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4601 {
4602         return (struct isl_set *)
4603                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4604 }
4605
4606 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4607                                         isl_int value)
4608 {
4609         int i;
4610
4611         set = isl_set_cow(set);
4612         if (!set)
4613                 return NULL;
4614
4615         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4616         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4617                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4618                 if (!set->p[i])
4619                         goto error;
4620         }
4621         return set;
4622 error:
4623         isl_set_free(set);
4624         return NULL;
4625 }
4626
4627 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4628 {
4629         int i;
4630
4631         map = isl_map_cow(map);
4632         if (!map)
4633                 return NULL;
4634
4635         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4636         if (!map->dim)
4637                 goto error;
4638         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4639                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4640                 if (!map->p[i])
4641                         goto error;
4642         }
4643         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4644         return map;
4645 error:
4646         isl_map_free(map);
4647         return NULL;
4648 }
4649
4650 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4651                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4652                 struct isl_set **empty, int max)
4653 {
4654         if (!bmap)
4655                 goto error;
4656         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4657                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4658         else
4659                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4660 error:
4661         isl_basic_map_free(bmap);
4662         isl_basic_set_free(dom);
4663         if (empty)
4664                 *empty = NULL;
4665         return NULL;
4666 }
4667
4668 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4669                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4670                 struct isl_set **empty)
4671 {
4672         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4673 }
4674
4675 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4676                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4677                 struct isl_set **empty)
4678 {
4679         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4680 }
4681
4682 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4683                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4684                 struct isl_set **empty)
4685 {
4686         return (struct isl_set *)
4687                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4688                         dom, empty);
4689 }
4690
4691 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4692                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4693                 struct isl_set **empty)
4694 {
4695         return (struct isl_set *)
4696                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4697                         dom, empty);
4698 }
4699
4700 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
4701  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4702  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4703  *
4704  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4705  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4706  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4707  * domain down into the parametric integer programming.
4708  */
4709 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4710                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4711                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4712 {
4713         int i;
4714         struct isl_map *res;
4715
4716         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4717         if (!dom)
4718                 goto error;
4719
4720         if (isl_set_fast_is_empty(dom)) {
4721                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4722                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4723                 isl_set_free(dom);
4724                 isl_basic_map_free(bmap);
4725                 return res;
4726         }
4727
4728         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4729                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4730
4731         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4732                 struct isl_map *res_i;
4733                 struct isl_set *empty_i;
4734
4735                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4736                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4737
4738                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4739                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4740         }
4741
4742         isl_set_free(dom);
4743         isl_basic_map_free(bmap);
4744         return res;
4745 error:
4746         *empty = NULL;
4747         isl_set_free(dom);
4748         isl_basic_map_free(bmap);
4749         return NULL;
4750 }
4751
4752 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
4753  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4754  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4755  *
4756  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4757  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4758  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4759  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4760  * improve both "res" and "todo".
4761  *
4762  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4763  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4764  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
4765  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
4766  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
4767  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
4768  * In particular, the set where there is no solution is the set where
4769  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
4770  * for the ith basic map, i.e.,
4771  *
4772  *      todo^i = todo^k * todo_i
4773  *
4774  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
4775  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
4776  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
4777  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
4778  * the lexicographic order.)
4779  * In practice, we compute
4780  *
4781  *      res^k * (res_i . "<=")
4782  *
4783  * and
4784  *
4785  *      res_i * (res^k . "<")
4786  *
4787  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
4788  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
4789  * that one, i.e.,
4790  *
4791  *      res^k * todo_i
4792  * and
4793  *      res_i * todo^k
4794  *
4795  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
4796  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
4797  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
4798  * We want to avoid such splintering as much as possible.
4799  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
4800  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
4801  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
4802  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
4803  * the previous basic maps.
4804  */
4805 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4806                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4807                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4808 {
4809         int i;
4810         struct isl_map *res;
4811         struct isl_set *todo;
4812
4813         if (!map || !dom)
4814                 goto error;
4815
4816         if (isl_map_fast_is_empty(map)) {
4817                 if (empty)
4818                         *empty = dom;
4819                 else
4820                         isl_set_free(dom);
4821                 return map;
4822         }
4823
4824         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4825                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4826
4827         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4828                 isl_map *lt, *le;
4829                 isl_map *res_i;
4830                 isl_set *todo_i;
4831                 isl_dim *dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(res));
4832
4833                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4834                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
4835
4836                 if (max) {
4837                         lt = isl_map_lex_lt(isl_dim_copy(dim));
4838                         le = isl_map_lex_le(dim);
4839                 } else {
4840                         lt = isl_map_lex_gt(isl_dim_copy(dim));
4841                         le = isl_map_lex_ge(dim);
4842                 }
4843                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4844                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
4845                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
4846                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
4847
4848                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
4849                         res = isl_map_intersect_domain(res,
4850                                                         isl_set_copy(todo_i));
4851                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
4852                                                         isl_set_copy(todo));
4853                 }
4854
4855                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4856                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
4857                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
4858
4859                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
4860         }
4861
4862         isl_set_free(dom);
4863         isl_map_free(map);
4864
4865         if (empty)
4866                 *empty = todo;
4867         else
4868                 isl_set_free(todo);
4869
4870         return res;
4871 error:
4872         if (empty)
4873                 *empty = NULL;
4874         isl_set_free(dom);
4875         isl_map_free(map);
4876         return NULL;
4877 }
4878
4879 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4880                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4881                 __isl_give isl_set **empty)
4882 {
4883         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4884 }
4885
4886 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4887                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4888                 __isl_give isl_set **empty)
4889 {
4890         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4891 }
4892
4893 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4894                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4895                 __isl_give isl_set **empty)
4896 {
4897         return (struct isl_set *)
4898                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4899                         dom, empty);
4900 }
4901
4902 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4903                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4904                 __isl_give isl_set **empty)
4905 {
4906         return (struct isl_set *)
4907                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4908                         dom, empty);
4909 }
4910
4911 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4912 {
4913         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4914         struct isl_dim *dom_dim;
4915
4916         if (!bmap)
4917                 goto error;
4918         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4919         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4920         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4921 error:
4922         isl_basic_map_free(bmap);
4923         return NULL;
4924 }
4925
4926 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4927 {
4928         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4929 }
4930
4931 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4932 {
4933         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4934 }
4935
4936 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
4937 {
4938         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
4939 }
4940
4941 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
4942 {
4943         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
4944 }
4945
4946 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
4947 {
4948         struct isl_set *dom = NULL;
4949         struct isl_dim *dom_dim;
4950
4951         if (!map)
4952                 goto error;
4953         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
4954         dom = isl_set_universe(dom_dim);
4955         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
4956 error:
4957         isl_map_free(map);
4958         return NULL;
4959 }
4960
4961 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
4962 {
4963         return isl_map_lexopt(map, 0);
4964 }
4965
4966 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
4967 {
4968         return isl_map_lexopt(map, 1);
4969 }
4970
4971 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
4972 {
4973         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
4974 }
4975
4976 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
4977 {
4978         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
4979 }
4980
4981 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
4982  * bset is assumed to have only parameters and divs.
4983  */
4984 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
4985         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
4986 {
4987         unsigned nparam;
4988
4989         if (!bset || !mat)
4990                 goto error;
4991
4992         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
4993         if (!bset->dim)
4994                 goto error;
4995
4996         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
4997
4998         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
4999
5000         bset->dim->nparam = 0;
5001         bset->dim->n_out = nparam;
5002         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5003         if (bset) {
5004                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5005                 bset->dim->n_out = 0;
5006         }
5007         return bset;
5008 error:
5009         isl_mat_free(mat);
5010         isl_basic_set_free(bset);
5011         return NULL;
5012 }
5013
5014 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5015  * set is assumed to have only parameters and divs.
5016  */
5017 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5018         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5019 {
5020         struct isl_dim *dim = NULL;
5021         unsigned nparam;
5022
5023         if (!set || !mat)
5024                 goto error;
5025
5026         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5027         dim = isl_dim_cow(dim);
5028         if (!dim)
5029                 goto error;
5030
5031         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5032
5033         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5034
5035         dim->nparam = 0;
5036         dim->n_out = nparam;
5037         isl_set_reset_dim(set, dim);
5038         set = isl_set_preimage(set, mat);
5039         if (!set)
5040                 goto error2;
5041         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5042         dim = isl_dim_cow(dim);
5043         if (!dim)
5044                 goto error2;
5045         dim->nparam = dim->n_out;
5046         dim->n_out = 0;
5047         isl_set_reset_dim(set, dim);
5048         return set;
5049 error:
5050         isl_dim_free(dim);
5051         isl_mat_free(mat);
5052 error2:
5053         isl_set_free(set);
5054         return NULL;
5055 }
5056
5057 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5058  * equalities in "eq".
5059  */
5060 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5061         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5062 {
5063         int i, k;
5064         unsigned len;
5065
5066         if (!bset || !eq)
5067                 goto error;
5068
5069         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
5070                                         eq->n_row, 0);
5071         if (!bset)
5072                 goto error;
5073
5074         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
5075         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5076                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5077                 if (k < 0)
5078                         goto error;
5079                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5080                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5081         }
5082         isl_mat_free(eq);
5083
5084         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5085         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5086
5087         return bset;
5088 error:
5089         isl_mat_free(eq);
5090         isl_basic_set_free(bset);
5091         return NULL;
5092 }
5093
5094 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5095  * equalities in "eq".
5096  */
5097 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5098         struct isl_mat *eq)
5099 {
5100         int i;
5101
5102         if (!set || !eq)
5103                 goto error;
5104
5105         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5106                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5107                                         isl_mat_copy(eq));
5108                 if (!set->p[i])
5109                         goto error;
5110         }
5111         isl_mat_free(eq);
5112         return set;
5113 error:
5114         isl_mat_free(eq);
5115         isl_set_free(set);
5116         return NULL;
5117 }
5118
5119 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5120  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5121  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5122  * The output has the same parameters, but only
5123  * explicit existentially quantified variables.
5124  *
5125  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5126  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5127  * among the parameters by performing a variable compression on
5128  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5129  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5130  */
5131 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5132 {
5133         int i, j;
5134         struct isl_mat *eq;
5135         struct isl_mat *T, *T2;
5136         struct isl_set *set;
5137         unsigned nparam, n_div;
5138
5139         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5140         if (!bset)
5141                 return NULL;
5142
5143         if (bset->n_eq == 0)
5144                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5145
5146         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5147
5148         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5149         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5150
5151         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5152                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5153                         ++i;
5154         }
5155         if (i == bset->n_eq)
5156                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5157
5158         eq = isl_mat_sub_alloc(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5159                 0, 1 + nparam);
5160         eq = isl_mat_cow(eq);
5161         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5162         if (T && T->n_col == 0) {
5163                 isl_mat_free(T);
5164                 isl_mat_free(T2);
5165                 isl_mat_free(eq);
5166                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5167                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5168         }
5169         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5170
5171         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5172         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5173         set = set_append_equalities(set, eq);
5174         return set;
5175 }
5176
5177 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5178  * quantified variables.
5179  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5180  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5181  * no input or output dimensions and the dimension specification
5182  * is reset to that of the input.
5183  */
5184 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5185 {
5186         struct isl_basic_set *bset;
5187         struct isl_set *set;
5188         struct isl_map *map;
5189         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
5190         unsigned         nparam;
5191         unsigned         n_in;
5192         unsigned         n_out;
5193
5194         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5195         if (!bmap)
5196                 return NULL;
5197
5198         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5199         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5200         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5201         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5202         if (!dim)
5203                 goto error;
5204
5205         orig_dim = bmap->dim;
5206         bmap->dim = dim;
5207         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5208
5209         set = parameter_compute_divs(bset);
5210         map = (struct isl_map *)set;
5211         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
5212
5213         return map;
5214 error:
5215         isl_basic_map_free(bmap);
5216         return NULL;
5217 }
5218
5219 static int basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5220 {
5221         int i;
5222         unsigned off;
5223
5224         if (!bmap)
5225                 return -1;
5226
5227         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5228         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5229                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5230                         return 0;
5231                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5232                                 return -1);
5233         }
5234         return 1;
5235 }
5236
5237 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5238 {
5239         int i;
5240
5241         if (!map)
5242                 return -1;
5243
5244         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5245                 int known = basic_map_divs_known(map->p[i]);
5246                 if (known <= 0)
5247                         return known;
5248         }
5249
5250         return 1;
5251 }
5252
5253 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5254  * expressions for them.  However, this computation may be
5255  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5256  * strictly needed.
5257  */
5258 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5259 {
5260         int i;
5261         int known;
5262         struct isl_map *map;
5263
5264         known = basic_map_divs_known(bmap);
5265         if (known < 0)
5266                 goto error;
5267         if (known)
5268                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5269
5270         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5271
5272         known = basic_map_divs_known(bmap);
5273         if (known < 0)
5274                 goto error;
5275         if (known)
5276                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5277
5278         map = compute_divs(bmap);
5279         return map;
5280 error:
5281         isl_basic_map_free(bmap);
5282         return NULL;
5283 }
5284
5285 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5286 {
5287         int i;
5288         int known;
5289         struct isl_map *res;
5290
5291         if (!map)
5292                 return NULL;
5293         if (map->n == 0)
5294                 return map;
5295
5296         known = map_divs_known(map);
5297         if (known < 0) {
5298                 isl_map_free(map);
5299                 return NULL;
5300         }
5301         if (known)
5302                 return map;
5303
5304         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5305         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5306                 struct isl_map *r2;
5307                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5308                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5309                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5310                 else
5311                         res = isl_map_union(res, r2);
5312         }
5313         isl_map_free(map);
5314
5315         return res;
5316 }
5317
5318 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5319 {
5320         return (struct isl_set *)
5321                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5322 }
5323
5324 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5325 {
5326         return (struct isl_set *)
5327                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5328 }
5329
5330 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5331 {
5332         int i;
5333         struct isl_set *set;
5334
5335         if (!map)
5336                 goto error;
5337
5338         map = isl_map_cow(map);
5339         if (!map)
5340                 return NULL;
5341
5342         set = (struct isl_set *)map;
5343         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
5344         if (!set->dim)
5345                 goto error;
5346         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5347                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5348                 if (!set->p[i])
5349                         goto error;
5350         }
5351         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5352         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5353         return set;
5354 error:
5355         isl_map_free(map);
5356         return NULL;
5357 }
5358
5359 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
5360                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5361 {
5362         int i;
5363         unsigned flags = 0;
5364         struct isl_map *map = NULL;
5365
5366         if (!map1 || !map2)
5367                 goto error;
5368
5369         if (map1->n == 0) {
5370                 isl_map_free(map1);
5371                 return map2;
5372         }
5373         if (map2->n == 0) {
5374                 isl_map_free(map2);
5375                 return map1;
5376         }
5377
5378         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
5379
5380         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5381             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5382                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5383
5384         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
5385                                 map1->n + map2->n, flags);
5386         if (!map)
5387                 goto error;
5388         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
5389                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5390                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
5391                 if (!map)
5392                         goto error;
5393         }
5394         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
5395                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5396                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
5397                 if (!map)
5398                         goto error;
5399         }
5400         isl_map_free(map1);
5401         isl_map_free(map2);
5402         return map;
5403 error:
5404         isl_map_free(map);
5405         isl_map_free(map1);
5406         isl_map_free(map2);
5407         return NULL;
5408 }
5409
5410 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5411 {
5412         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
5413         if (!map1)
5414                 return NULL;
5415         if (map1->n > 1)
5416                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
5417         return map1;
5418 }
5419
5420 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
5421                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5422 {
5423         return (struct isl_set *)
5424                 isl_map_union_disjoint(
5425                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5426 }
5427
5428 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5429 {
5430         return (struct isl_set *)
5431                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5432 }
5433
5434 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
5435                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5436 {
5437         unsigned flags = 0;
5438         struct isl_map *result;
5439         int i, j;
5440
5441         if (!map || !set)
5442                 goto error;
5443
5444         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5445             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
5446                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5447
5448         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
5449                                         map->n * set->n, flags);
5450         if (!result)
5451                 goto error;
5452         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5453                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
5454                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5455                             isl_basic_map_intersect_range(
5456                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5457                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
5458                         if (!result)
5459                                 goto error;
5460                 }
5461         isl_map_free(map);
5462         isl_set_free(set);
5463         return result;
5464 error:
5465         isl_map_free(map);
5466         isl_set_free(set);
5467         return NULL;
5468 }
5469
5470 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
5471                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5472 {
5473         return isl_map_reverse(
5474                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
5475 }
5476
5477 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
5478                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5479 {
5480         if (!map1 || !map2)
5481                 goto error;
5482         map1 = isl_map_reverse(map1);
5483         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
5484         return isl_map_reverse(map1);
5485 error:
5486         isl_map_free(map1);
5487         isl_map_free(map2);
5488         return NULL;
5489 }
5490
5491 struct isl_map *isl_map_apply_range(
5492                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5493 {
5494         struct isl_dim *dim_result;
5495         struct isl_map *result;
5496         int i, j;
5497
5498         if (!map1 || !map2)
5499                 goto error;
5500
5501         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
5502                                   isl_dim_copy(map2->dim));
5503
5504         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
5505         if (!result)
5506                 goto error;
5507         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5508                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5509                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5510                             isl_basic_map_apply_range(
5511                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5512                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
5513                         if (!result)
5514                                 goto error;
5515                 }
5516         isl_map_free(map1);
5517         isl_map_free(map2);
5518         if (result && result->n <= 1)
5519                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
5520         return result;
5521 error:
5522         isl_map_free(map1);
5523         isl_map_free(map2);
5524         return NULL;
5525 }
5526
5527 /*
5528  * returns range - domain
5529  */
5530 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
5531 {
5532         isl_dim *dims, *target_dim;
5533         struct isl_basic_set *bset;
5534         unsigned dim;
5535         unsigned nparam;
5536         int i;
5537
5538         if (!bmap)
5539                 goto error;
5540         isl_assert(bmap->ctx, isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
5541                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
5542                    goto error);
5543         target_dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
5544         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
5545         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
5546         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
5547         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5548         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
5549         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
5550         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
5551         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
5552         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5553                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
5554                                             (struct isl_basic_map *)bset);
5555                 if (j < 0)
5556                         goto error;
5557                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5558                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
5559                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
5560                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
5561         }
5562         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
5563         bset = isl_basic_set_reset_dim(bset, target_dim);
5564         return bset;
5565 error:
5566         isl_basic_map_free(bmap);
5567         return NULL;
5568 }
5569
5570 /*
5571  * returns range - domain
5572  */
5573 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
5574 {
5575         int i;
5576         isl_dim *dim;
5577         struct isl_set *result;
5578
5579         if (!map)
5580                 return NULL;
5581
5582         isl_assert(map->ctx, isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
5583                                                  map->dim, isl_dim_out),
5584                    goto error);
5585         dim = isl_map_get_dim(map);
5586         dim = isl_dim_domain(dim);
5587         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, map->flags);
5588         if (!result)
5589                 goto error;
5590         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5591                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5592                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5593         isl_map_free(map);
5594         return result;
5595 error:
5596         isl_map_free(map);
5597         return NULL;
5598 }
5599
5600 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
5601 {
5602         struct isl_basic_map *bmap;
5603         unsigned nparam;
5604         unsigned dim;
5605         int i;
5606
5607         if (!dims)
5608                 return NULL;
5609
5610         nparam = dims->nparam;
5611         dim = dims->n_out;
5612         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
5613         if (!bmap)
5614                 goto error;
5615
5616         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5617                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5618                 if (j < 0)
5619                         goto error;
5620                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5621                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5622                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5623         }
5624         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5625 error:
5626         isl_basic_map_free(bmap);
5627         return NULL;
5628 }
5629
5630 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
5631 {
5632         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
5633         if (!dim)
5634                 return NULL;
5635         return basic_map_identity(dim);
5636 }
5637
5638 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5639 {
5640         if (!model || !model->dim)
5641                 return NULL;
5642         isl_assert(model->ctx,
5643                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5644         return basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5645 }
5646
5647 static struct isl_map *map_identity(struct isl_dim *dim)
5648 {
5649         struct isl_map *map = isl_map_alloc_dim(dim, 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5650         return isl_map_add_basic_map(map, basic_map_identity(isl_dim_copy(dim)));
5651 }
5652
5653 struct isl_map *isl_map_identity(struct isl_dim *set_dim)
5654 {
5655         struct isl_dim *dim = isl_dim_map(set_dim);
5656         if (!dim)
5657                 return NULL;
5658         return map_identity(dim);
5659 }
5660
5661 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5662 {
5663         if (!model || !model->dim)
5664                 return NULL;
5665         isl_assert(model->ctx,
5666                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5667         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5668 }
5669
5670 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5671 {
5672         if (!model || !model->dim)
5673                 return NULL;
5674         isl_assert(model->ctx,
5675                         model->dim->n_in == model->dim->n_out, return NULL);
5676         return map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5677 }
5678
5679 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
5680 {
5681         isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5682         isl_map *id;
5683         id = isl_map_identity(dim);
5684         return isl_map_intersect_range(id, set);
5685 }
5686
5687 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5688  * values.
5689  */
5690 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5691 {
5692         int i;
5693         unsigned nparam;
5694         unsigned dim;
5695         struct isl_basic_set *bset;
5696
5697         if (!dims)
5698                 return NULL;
5699         nparam = dims->nparam;
5700         dim = dims->n_out;
5701         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5702         if (!bset)
5703                 return NULL;
5704         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5705                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5706                 if (k < 0)
5707                         goto error;
5708                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5709                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5710         }
5711         return bset;
5712 error:
5713         isl_basic_set_free(bset);
5714         return NULL;
5715 }
5716
5717 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
5718  */
5719 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim,
5720         int pos)
5721 {
5722         int k;
5723         isl_basic_set *nonneg;
5724
5725         nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5726         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5727         if (k < 0)
5728                 goto error;
5729         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
5730         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
5731
5732         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
5733 error:
5734         isl_basic_set_free(nonneg);
5735         return NULL;
5736 }
5737
5738 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
5739  */
5740 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim, int pos)
5741 {
5742         int k;
5743         isl_basic_set *neg;
5744
5745         neg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5746         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
5747         if (k < 0)
5748                 goto error;
5749         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
5750         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
5751         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
5752
5753         return isl_basic_set_finalize(neg);
5754 error:
5755         isl_basic_set_free(neg);
5756         return NULL;
5757 }
5758
5759 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
5760         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
5761 {
5762         int i;
5763         isl_basic_set *nonneg;
5764         isl_basic_set *neg;
5765
5766         if (!set)
5767                 return NULL;
5768         if (n == 0)
5769                 return set;
5770
5771         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
5772
5773         for (i = 0; i < n; ++i) {
5774                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5775                                           pos(set->dim, type) + first + i);
5776                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5777                                           pos(set->dim, type) + first + i);
5778
5779                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
5780         }
5781
5782         return set;
5783 error:
5784         isl_set_free(set);
5785         return NULL;
5786 }
5787
5788 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
5789         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
5790         void *user)
5791 {
5792         isl_set *half;
5793
5794         if (!set)
5795                 return -1;
5796         if (isl_set_fast_is_empty(set)) {
5797                 isl_set_free(set);
5798                 return 0;
5799         }
5800         if (first == len)
5801                 return fn(set, signs, user);
5802
5803         signs[first] = 1;
5804         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5805                                                         1 + first));
5806         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
5807         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
5808                 goto error;
5809
5810         signs[first] = -1;
5811         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5812                                                         1 + first));
5813         half = isl_set_intersect(half, set);
5814         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
5815 error:
5816         isl_set_free(set);
5817         return -1;
5818 }
5819
5820 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
5821  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
5822  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
5823  * to the sign of the corresponding variable.
5824  */
5825 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
5826         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
5827         void *user)
5828 {
5829         unsigned nparam;
5830         unsigned nvar;
5831         int *signs;
5832         int r;
5833
5834         if (!set)
5835                 return -1;
5836         if (isl_set_fast_is_empty(set))
5837                 return 0;
5838
5839         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5840         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
5841
5842         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
5843
5844         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
5845                             fn, user);
5846
5847         free(signs);
5848
5849         return r;
5850 }
5851
5852 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5853 {
5854         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5855 }
5856
5857 int isl_basic_map_is_subset(
5858                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5859 {
5860         int is_subset;
5861         struct isl_map *map1;
5862         struct isl_map *map2;
5863
5864         if (!bmap1 || !bmap2)
5865                 return -1;
5866
5867         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
5868         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
5869
5870         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5871
5872         isl_map_free(map1);
5873         isl_map_free(map2);
5874
5875         return is_subset;
5876 }
5877
5878 int isl_basic_map_is_equal(
5879                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5880 {
5881         int is_subset;
5882
5883         if (!bmap1 || !bmap2)
5884                 return -1;
5885         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5886         if (is_subset != 1)
5887                 return is_subset;
5888         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5889         return is_subset;
5890 }
5891
5892 int isl_basic_set_is_equal(
5893                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
5894 {
5895         return isl_basic_map_is_equal(
5896                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
5897 }
5898
5899 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
5900 {
5901         int i;
5902         int is_empty;
5903
5904         if (!map)
5905                 return -1;
5906         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5907                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
5908                 if (is_empty < 0)
5909                         return -1;
5910                 if (!is_empty)
5911                         return 0;
5912         }
5913         return 1;
5914 }
5915
5916 int isl_map_fast_is_empty(struct isl_map *map)
5917 {
5918         return map ? map->n == 0 : -1;
5919 }
5920
5921 int isl_set_fast_is_empty(struct isl_set *set)
5922 {
5923         return set ? set->n == 0 : -1;
5924 }
5925
5926 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
5927 {
5928         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
5929 }
5930
5931 int isl_map_has_equal_dim(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
5932 {
5933         if (!map1 || !map2)
5934                 return -1;
5935
5936         return isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim);
5937 }
5938
5939 int isl_set_has_equal_dim(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
5940 {
5941         if (!set1 || !set2)
5942                 return -1;
5943
5944         return isl_dim_equal(set1->dim, set2->dim);
5945 }
5946
5947 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5948 {
5949         int is_subset;
5950
5951         if (!map1 || !map2)
5952                 return -1;
5953         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5954         if (is_subset != 1)
5955                 return is_subset;
5956         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5957         return is_subset;
5958 }
5959
5960 int isl_basic_map_is_strict_subset(
5961                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
5962 {
5963         int is_subset;
5964
5965         if (!bmap1 || !bmap2)
5966                 return -1;
5967         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
5968         if (is_subset != 1)
5969                 return is_subset;
5970         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
5971         if (is_subset == -1)
5972                 return is_subset;
5973         return !is_subset;
5974 }
5975
5976 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5977 {
5978         int is_subset;
5979
5980         if (!map1 || !map2)
5981                 return -1;
5982         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
5983         if (is_subset != 1)
5984                 return is_subset;
5985         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
5986         if (is_subset == -1)
5987                 return is_subset;
5988         return !is_subset;
5989 }
5990
5991 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
5992 {
5993         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
5994 }
5995
5996 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
5997 {
5998         if (!bmap)
5999                 return -1;
6000         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6001 }
6002
6003 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6004 {
6005         if (!bset)
6006                 return -1;
6007         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6008 }
6009
6010 int isl_map_fast_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6011 {
6012         int i;
6013
6014         if (!map)
6015                 return -1;
6016
6017         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6018                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6019                 if (r < 0 || r)
6020                         return r;
6021         }
6022
6023         return 0;
6024 }
6025
6026 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6027 {
6028         return isl_map_fast_is_universe((isl_map *) set);
6029 }
6030
6031 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6032 {
6033         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6034         struct isl_vec *sample = NULL;
6035         int empty;
6036         unsigned total;
6037
6038         if (!bmap)
6039                 return -1;
6040
6041         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6042                 return 1;
6043
6044         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6045                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6046                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6047                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6048                 isl_basic_map_free(copy);
6049                 return empty;
6050         }
6051
6052         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6053         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6054                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6055                 if (contains < 0)
6056                         return -1;
6057                 if (contains)
6058                         return 0;
6059         }
6060         isl_vec_free(bmap->sample);
6061         bmap->sample = NULL;
6062         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6063         if (!bset)
6064                 return -1;
6065         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6066         if (!sample)
6067                 return -1;
6068         empty = sample->size == 0;
6069         isl_vec_free(bmap->sample);
6070         bmap->sample = sample;
6071         if (empty)
6072                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6073
6074         return empty;
6075 }
6076
6077 int isl_basic_map_fast_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6078 {
6079         if (!bmap)
6080                 return -1;
6081         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6082 }
6083
6084 int isl_basic_set_fast_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6085 {
6086         if (!bset)
6087                 return -1;
6088         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6089 }
6090
6091 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6092 {
6093         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6094 }
6095
6096 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6097         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6098 {
6099         struct isl_map *map;
6100         if (!bmap1 || !bmap2)
6101                 return NULL;
6102
6103         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6104
6105         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6106         if (!map)
6107                 goto error;
6108         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6109         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6110         return map;
6111 error:
6112         isl_basic_map_free(bmap1);
6113         isl_basic_map_free(bmap2);
6114         return NULL;
6115 }
6116
6117 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6118                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6119 {
6120         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6121                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6122                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6123 }
6124
6125 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6126 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6127 {
6128         int i;
6129         unsigned off;
6130
6131         if (!bmap)
6132                 return NULL;
6133
6134         off = isl_dim_total(bmap->dim);
6135
6136         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6137                 int pos;
6138                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6139                         continue;
6140                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6141                                                             bmap->n_div-i);
6142                 if (pos == -1)
6143                         continue;
6144                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6145                 --i;
6146         }
6147         return bmap;
6148 }
6149
6150 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6151 {
6152         return (struct isl_basic_set *)
6153                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6154 }
6155
6156 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6157 {
6158         int i;
6159
6160         if (!map)
6161                 return 0;
6162
6163         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6164                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6165                 if (!map->p[i])
6166                         goto error;
6167         }
6168
6169         return map;
6170 error:
6171         isl_map_free(map);
6172         return NULL;
6173 }
6174
6175 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
6176  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
6177  *
6178  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
6179  * of the corresponding div in dst otherwise.
6180  */
6181 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
6182                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
6183 {
6184         int i;
6185
6186         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6187
6188         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
6189         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
6190                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
6191                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
6192                                                 dst->n_div - div) == -1)
6193                         return i;
6194         return -1;
6195 }
6196
6197 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
6198                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
6199 {
6200         int i;
6201         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6202
6203         if (!dst || !src)
6204                 goto error;
6205
6206         if (src->n_div == 0)
6207                 return dst;
6208
6209         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
6210                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
6211
6212         src = isl_basic_map_order_divs(src);
6213         dst = isl_basic_map_cow(dst);
6214         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
6215                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
6216         if (!dst)
6217                 return NULL;
6218         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
6219                 int j = find_div(dst, src, i);
6220                 if (j < 0) {
6221                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
6222                         if (j < 0)
6223                                 goto error;
6224                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
6225                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
6226                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
6227                                 goto error;
6228                 }
6229                 if (j != i)
6230                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
6231         }
6232         return dst;
6233 error:
6234         isl_basic_map_free(dst);
6235         return NULL;
6236 }
6237
6238 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
6239                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
6240 {
6241         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
6242                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
6243 }
6244
6245 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
6246 {
6247         int i;
6248
6249         if (!map)
6250                 return NULL;
6251         if (map->n == 0)
6252                 return map;
6253         map = isl_map_compute_divs(map);
6254         map = isl_map_cow(map);
6255         if (!map)
6256                 return NULL;
6257
6258         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6259                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
6260         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6261                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
6262
6263         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6264         return map;
6265 }
6266
6267 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
6268 {
6269         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
6270 }
6271
6272 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
6273 {
6274         if (!set || !map)
6275                 goto error;
6276         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
6277         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
6278         set = isl_map_range(map);
6279         return set;
6280 error:
6281         isl_set_free(set);
6282         isl_map_free(map);
6283         return NULL;
6284 }
6285
6286 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
6287  * the meaning of the set.
6288  */
6289 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
6290 {
6291         int i;
6292
6293         if (!map)
6294                 return NULL;
6295
6296         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6297                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6298                         continue;
6299                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6300                 if (i != map->n-1) {
6301                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6302                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6303                 }
6304                 map->n--;
6305         }
6306
6307         return map;
6308 }
6309
6310 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
6311 {
6312         return (struct isl_set *)
6313                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
6314 }
6315
6316 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
6317 {
6318         struct isl_basic_map *bmap;
6319         if (!map || map->n == 0)
6320                 return NULL;
6321         bmap = map->p[map->n-1];
6322         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
6323         return isl_basic_map_copy(bmap);
6324 }
6325
6326 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
6327 {
6328         return (struct isl_basic_set *)
6329                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
6330 }
6331
6332 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
6333                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
6334 {
6335         int i;
6336
6337         if (!map || !bmap)
6338                 goto error;
6339         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6340                 if (map->p[i] != bmap)
6341                         continue;
6342                 map = isl_map_cow(map);
6343                 if (!map)
6344                         goto error;
6345                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6346                 if (i != map->n-1) {
6347                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
6348                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6349                 }
6350                 map->n--;
6351                 return map;
6352         }
6353         return map;
6354 error:
6355         isl_map_free(map);
6356         return NULL;
6357 }
6358
6359 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
6360                                                 struct isl_basic_set *bset)
6361 {
6362         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
6363                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6364 }
6365
6366 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
6367  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
6368  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
6369  */
6370 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
6371         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
6372         int pos, isl_int *opt)
6373 {
6374         struct isl_dim *dims;
6375         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
6376         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
6377         struct isl_ctx *ctx;
6378         struct isl_vec *obj;
6379         unsigned total;
6380         unsigned nparam;
6381         unsigned dim1, dim2;
6382         enum isl_lp_result res;
6383
6384         if (!bset1 || !bset2)
6385                 return isl_lp_error;
6386
6387         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
6388         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
6389         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
6390         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
6391         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
6392         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
6393         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
6394         if (!bmap1 || !bmap2)
6395                 goto error;
6396         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
6397         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
6398                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
6399                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
6400         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
6401         if (!bmap1)
6402                 goto error;
6403         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6404         ctx = bmap1->ctx;
6405         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
6406         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
6407         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
6408         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
6409         if (!obj)
6410                 goto error;
6411         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
6412                                         opt, NULL, NULL);
6413         isl_basic_map_free(bmap1);
6414         isl_vec_free(obj);
6415         return res;
6416 error:
6417         isl_basic_map_free(bmap1);
6418         isl_basic_map_free(bmap2);
6419         return isl_lp_error;
6420 }
6421
6422 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
6423  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6424  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
6425  * smaller or larger than those in bset2.
6426  *
6427  * Returns
6428  *       1 if bset1 follows bset2
6429  *      -1 if bset1 precedes bset2
6430  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
6431  *      -2 if some error occurred.
6432  */
6433 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
6434         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
6435 {
6436         isl_int opt;
6437         enum isl_lp_result res;
6438         int cmp;
6439
6440         isl_int_init(opt);
6441
6442         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6443
6444         if (res == isl_lp_empty)
6445                 cmp = 0;
6446         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6447                   res == isl_lp_unbounded)
6448                 cmp = 1;
6449         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6450                 cmp = -1;
6451         else
6452                 cmp = -2;
6453
6454         isl_int_clear(opt);
6455         return cmp;
6456 }
6457
6458 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
6459  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6460  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
6461  * than a value of the same dimension in bset2.
6462  *
6463  * Return
6464  *       1 if there exists such a pair
6465  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6466  *      -1 otherwise
6467  *      -2 if some error occurred.
6468  */
6469 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6470         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
6471 {
6472         isl_int opt;
6473         enum isl_lp_result res;
6474         int cmp;
6475
6476         isl_int_init(opt);
6477
6478         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6479
6480         if (res == isl_lp_empty)
6481                 cmp = -1;
6482         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6483                   res == isl_lp_unbounded)
6484                 cmp = 1;
6485         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6486                 cmp = -1;
6487         else if (res == isl_lp_ok)
6488                 cmp = 0;
6489         else
6490                 cmp = -2;
6491
6492         isl_int_clear(opt);
6493         return cmp;
6494 }
6495
6496 /* Given two sets set1 and set2, check whether
6497  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6498  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
6499  * than a value of the same dimension in set2.
6500  *
6501  * Return
6502  *       1 if there exists such a pair
6503  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6504  *      -1 otherwise
6505  *      -2 if some error occurred.
6506  */
6507 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
6508         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
6509 {
6510         int i, j;
6511         int follows = -1;
6512
6513         if (!set1 || !set2)
6514                 return -2;
6515
6516         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
6517                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
6518                         int f;
6519                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
6520                         if (f == 1 || f == -2)
6521                                 return f;
6522                         if (f > follows)
6523                                 follows = f;
6524                 }
6525
6526         return follows;
6527 }
6528
6529 static int isl_basic_map_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_map *bmap,
6530         unsigned pos, isl_int *val)
6531 {
6532         int i;
6533         int d;
6534         unsigned total;
6535
6536         if (!bmap)
6537                 return -1;
6538         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6539         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
6540                 for (; d+1 > pos; --d)
6541                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
6542                                 break;
6543                 if (d != pos)
6544                         continue;
6545                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
6546                         return 0;
6547                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
6548                         return 0;
6549                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
6550                         return 0;
6551                 if (val)
6552                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
6553                 return 1;
6554         }
6555         return 0;
6556 }
6557
6558 static int isl_map_fast_has_fixed_var(struct isl_map *map,
6559         unsigned pos, isl_int *val)
6560 {
6561         int i;
6562         isl_int v;
6563         isl_int tmp;
6564         int fixed;
6565
6566         if (!map)
6567                 return -1;
6568         if (map->n == 0)
6569                 return 0;
6570         if (map->n == 1)
6571                 return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
6572         isl_int_init(v);
6573         isl_int_init(tmp);
6574         fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
6575         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
6576                 fixed = isl_basic_map_fast_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
6577                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6578                         fixed = 0;
6579         }
6580         if (val)
6581                 isl_int_set(*val, v);
6582         isl_int_clear(tmp);
6583         isl_int_clear(v);
6584         return fixed;
6585 }
6586
6587 static int isl_basic_set_fast_has_fixed_var(struct isl_basic_set *bset,
6588         unsigned pos, isl_int *val)
6589 {
6590         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
6591                                                 pos, val);
6592 }
6593
6594 static int isl_set_fast_has_fixed_var(struct isl_set *set, unsigned pos,
6595         isl_int *val)
6596 {
6597         return isl_map_fast_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
6598 }
6599
6600 int isl_basic_map_fast_is_fixed(struct isl_basic_map *bmap,
6601         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6602 {
6603         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
6604                 return -1;
6605         return isl_basic_map_fast_has_fixed_var(bmap,
6606                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
6607 }
6608
6609 int isl_map_fast_is_fixed(struct isl_map *map,
6610         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6611 {
6612         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
6613                 return -1;
6614         return isl_map_fast_has_fixed_var(map,
6615                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
6616 }
6617
6618 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6619  * then return this fixed value in *val.
6620  */
6621 int isl_basic_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim,
6622         isl_int *val)
6623 {
6624         return isl_basic_set_fast_has_fixed_var(bset,
6625                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
6626 }
6627
6628 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6629  * then return this fixed value in *val.
6630  */
6631 int isl_set_fast_dim_is_fixed(struct isl_set *set, unsigned dim, isl_int *val)
6632 {
6633         return isl_set_fast_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
6634 }
6635
6636 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
6637  * then return this fixed value in *val.
6638  */
6639 int isl_map_fast_input_is_fixed(struct isl_map *map, unsigned in, isl_int *val)
6640 {
6641         return isl_map_fast_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
6642 }
6643
6644 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
6645  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
6646  */
6647 int isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_basic_set *bset,
6648         unsigned dim, isl_int *val)
6649 {
6650         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
6651         isl_int *c;
6652         unsigned total;
6653         unsigned nparam;
6654
6655         if (!bset)
6656                 return -1;
6657         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
6658         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
6659         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6660                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
6661                         continue;
6662                 if (i_eq != -1)
6663                         return 0;
6664                 i_eq = i;
6665         }
6666         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6667                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
6668                         continue;
6669                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
6670                         return 0;
6671                 i_ineq = i;
6672         }
6673         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
6674                 return 0;
6675         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
6676         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
6677         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
6678                 return 0;
6679         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
6680                 return 0;
6681         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
6682                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
6683                 return 0;
6684         if (val)
6685                 isl_int_neg(*val, c[0]);
6686         return 1;
6687 }
6688
6689 int isl_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(struct isl_set *set,
6690         unsigned dim, isl_int *val)
6691 {
6692         int i;
6693         isl_int v;
6694         isl_int tmp;
6695         int fixed;
6696
6697         if (!set)
6698                 return -1;
6699         if (set->n == 0)
6700                 return 0;
6701         if (set->n == 1)
6702                 return isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6703                                                                 dim, val);
6704         isl_int_init(v);
6705         isl_int_init(tmp);
6706         fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6707                                                                 dim, &v);
6708         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
6709                 fixed = isl_basic_set_fast_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
6710                                                                 dim, &tmp);
6711                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6712                         fixed = 0;
6713         }
6714         if (val)
6715                 isl_int_set(*val, v);
6716         isl_int_clear(tmp);
6717         isl_int_clear(v);
6718         return fixed;
6719 }
6720
6721 struct constraint {
6722         unsigned        size;
6723         isl_int         *c;
6724 };
6725
6726 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
6727 {
6728         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
6729         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
6730         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
6731         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
6732 }
6733
6734 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
6735         struct isl_basic_map *bmap)
6736 {
6737         int i;
6738         struct constraint *c;
6739         unsigned total;
6740
6741         if (!bmap)
6742                 return NULL;
6743         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6744         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
6745         if (!c)
6746                 goto error;
6747         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6748                 c[i].size = total;
6749                 c[i].c = bmap->ineq[i];
6750         }
6751         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
6752         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
6753                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
6754         free(c);
6755         return bmap;
6756 error:
6757         isl_basic_map_free(bmap);
6758         return NULL;
6759 }
6760
6761 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
6762         __isl_take isl_basic_set *bset)
6763 {
6764         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
6765                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6766 }
6767
6768 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
6769 {
6770         if (!bmap)
6771                 return NULL;
6772         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
6773                 return bmap;
6774         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
6775         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
6776         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
6777         return bmap;
6778 }
6779
6780 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
6781 {
6782         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
6783                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6784 }
6785
6786 int isl_basic_map_fast_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
6787         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
6788 {
6789         int i, cmp;
6790         unsigned total;
6791
6792         if (bmap1 == bmap2)
6793                 return 0;
6794         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
6795             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
6796                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
6797         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
6798                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
6799         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
6800                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
6801         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
6802                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
6803         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
6804             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6805                 return 0;
6806         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6807                 return 1;
6808         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6809                 return -1;
6810         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
6811                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
6812         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
6813                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
6814         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
6815                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
6816         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6817         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
6818                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
6819                 if (cmp)
6820                         return cmp;
6821         }
6822         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
6823                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
6824                 if (cmp)
6825                         return cmp;
6826         }
6827         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
6828                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
6829                 if (cmp)
6830                         return cmp;
6831         }
6832         return 0;
6833 }
6834
6835 int isl_basic_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
6836         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
6837 {
6838         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
6839 }
6840
6841 int isl_basic_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6842         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
6843 {
6844         return isl_basic_map_fast_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
6845                                             (isl_basic_map *)bset2);
6846 }
6847
6848 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
6849 {
6850         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
6851         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
6852
6853         return isl_basic_map_fast_cmp(bmap1, bmap2);
6854 }
6855
6856 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
6857  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
6858  * meaning of any possible other copies of map.
6859  */
6860 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
6861 {
6862         int i, j;
6863         struct isl_basic_map *bmap;
6864
6865         if (!map)
6866                 return NULL;
6867         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
6868                 return map;
6869         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6870                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6871                 if (!bmap)
6872                         goto error;
6873                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6874                 map->p[i] = bmap;
6875         }
6876         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
6877         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6878         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
6879         if (!map)
6880                 return NULL;
6881         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
6882                 if (!isl_basic_map_fast_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
6883                         continue;
6884                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
6885                 for (j = i; j < map->n; ++j)
6886                         map->p[j-1] = map->p[j];
6887                 map->n--;
6888         }
6889         return map;
6890 error:
6891         isl_map_free(map);
6892         return NULL;
6893
6894 }
6895
6896 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
6897 {
6898         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
6899 }
6900
6901 int isl_map_fast_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6902 {
6903         int i;
6904         int equal;
6905
6906         if (!map1 || !map2)
6907                 return -1;
6908
6909         if (map1 == map2)
6910                 return 1;
6911         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
6912                 return 0;
6913
6914         map1 = isl_map_copy(map1);
6915         map2 = isl_map_copy(map2);
6916         map1 = isl_map_normalize(map1);
6917         map2 = isl_map_normalize(map2);
6918         if (!map1 || !map2)
6919                 goto error;
6920         equal = map1->n == map2->n;
6921         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
6922                 equal = isl_basic_map_fast_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
6923                 if (equal < 0)
6924                         goto error;
6925         }
6926         isl_map_free(map1);
6927         isl_map_free(map2);
6928         return equal;
6929 error:
6930         isl_map_free(map1);
6931         isl_map_free(map2);
6932         return -1;
6933 }
6934
6935 int isl_set_fast_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6936 {
6937         return isl_map_fast_is_equal((struct isl_map *)set1,
6938                                                 (struct isl_map *)set2);
6939 }
6940
6941 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
6942  */
6943 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
6944         isl_int min, isl_int max)
6945 {
6946         int k;
6947         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6948
6949         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
6950         if (!bset)
6951                 goto error;
6952
6953         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6954         if (k < 0)
6955                 goto error;
6956         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
6957         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
6958
6959         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6960         if (k < 0)
6961                 goto error;
6962         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
6963         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
6964
6965         return bset;
6966 error:
6967         isl_basic_set_free(bset);
6968         return NULL;
6969 }
6970
6971 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
6972  */
6973 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
6974         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
6975 {
6976         int i;
6977         unsigned dim;
6978         unsigned nparam;
6979         unsigned extra;
6980         unsigned n_eq;
6981         unsigned n_ineq;
6982         struct isl_basic_set *product = NULL;
6983
6984         if (!list)
6985                 goto error;
6986         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
6987         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
6988         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
6989         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
6990         extra = list->p[0]->n_div;
6991         n_eq = list->p[0]->n_eq;
6992         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
6993         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
6994                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
6995                 isl_assert(list->ctx,
6996                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
6997                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
6998                 extra += list->p[i]->n_div;
6999                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7000                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7001         }
7002         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7003                                         n_eq, n_ineq);
7004         if (!product)
7005                 goto error;
7006         dim = 0;
7007         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7008                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7009                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7010                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7011         }
7012         isl_basic_set_list_free(list);
7013         return product;
7014 error:
7015         isl_basic_set_free(product);
7016         isl_basic_set_list_free(list);
7017         return NULL;
7018 }
7019
7020 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7021                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7022 {
7023         struct isl_dim *dim_result = NULL;
7024         struct isl_basic_map *bmap;
7025         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7026         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7027
7028         if (!bmap1 || !bmap2)
7029                 goto error;
7030
7031         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7032                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7033         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7034                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
7035
7036         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7037         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7038         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7039         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7040         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7041
7042         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7043         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7044         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7045         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7046         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7047         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7048         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7049         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7050         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7051         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7052         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7053
7054         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7055                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7056                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7057                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7058         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7059         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7060         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7061         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7062 error:
7063         isl_basic_map_free(bmap1);
7064         isl_basic_map_free(bmap2);
7065         return NULL;
7066 }
7067
7068 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7069         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7070 {
7071         isl_basic_map *prod;
7072
7073         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7074         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7075         return prod;
7076 }
7077
7078 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7079         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7080 {
7081         return isl_basic_map_flat_product(bset1, bset2);
7082 }
7083
7084 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
7085         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7086 {
7087         isl_dim *dim_result = NULL;
7088         isl_basic_map *bmap;
7089         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
7090         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7091
7092         if (!bmap1 || !bmap2)
7093                 goto error;
7094
7095         dim_result = isl_dim_range_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7096                                            isl_dim_copy(bmap2->dim));
7097
7098         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7099         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7100         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7101         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7102
7103         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7104         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7105         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7106         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7107         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7108         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7109         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
7110         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
7111         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7112         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7113         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7114
7115         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7116                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7117                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7118                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7119         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7120         bmap = add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7121         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7122         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7123 error:
7124         isl_basic_map_free(bmap1);
7125         isl_basic_map_free(bmap2);
7126         return NULL;
7127 }
7128
7129 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
7130         __isl_take isl_map *map2,
7131         __isl_give isl_dim *(*dim_product)(__isl_take isl_dim *left,
7132                                            __isl_take isl_dim *right),
7133         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
7134                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
7135 {
7136         unsigned flags = 0;
7137         struct isl_map *result;
7138         int i, j;
7139
7140         if (!map1 || !map2)
7141                 goto error;
7142
7143         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
7144                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
7145
7146         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7147             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
7148                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7149
7150         result = isl_map_alloc_dim(dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
7151                                                isl_dim_copy(map2->dim)),
7152                                 map1->n * map2->n, flags);
7153         if (!result)
7154                 goto error;
7155         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7156                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7157                         struct isl_basic_map *part;
7158                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7159                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
7160                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
7161                                 isl_basic_map_free(part);
7162                         else
7163                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
7164                         if (!result)
7165                                 goto error;
7166                 }
7167         isl_map_free(map1);
7168         isl_map_free(map2);
7169         return result;
7170 error:
7171         isl_map_free(map1);
7172         isl_map_free(map2);
7173         return NULL;
7174 }
7175
7176 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
7177  */
7178 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7179 {
7180         return map_product(map1, map2, &isl_dim_product, &isl_basic_map_product);
7181 }
7182
7183 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
7184  */
7185 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
7186         __isl_take isl_map *map2)
7187 {
7188         isl_map *prod;
7189
7190         prod = isl_map_product(map1, map2);
7191         prod = isl_map_flatten(prod);
7192         return prod;
7193 }
7194
7195 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
7196  */
7197 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7198 {
7199         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
7200                                                  (struct isl_map *)set2);
7201 }
7202
7203 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
7204         __isl_take isl_set *set2)
7205 {
7206         return (isl_set *)isl_map_flat_product((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7207 }
7208
7209 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
7210  */
7211 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7212         __isl_take isl_map *map2)
7213 {
7214         return map_product(map1, map2, &isl_dim_range_product,
7215                                 &isl_basic_map_range_product);
7216 }
7217
7218 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7219 {
7220         int i;
7221         uint32_t hash = isl_hash_init();
7222         unsigned total;
7223
7224         if (!bmap)
7225                 return 0;
7226         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
7227         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
7228         if (!bmap)
7229                 return 0;
7230         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7231         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
7232         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
7233                 uint32_t c_hash;
7234                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
7235                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7236         }
7237         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
7238         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7239                 uint32_t c_hash;
7240                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
7241                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7242         }
7243         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
7244         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7245                 uint32_t c_hash;
7246                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7247                         continue;
7248                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
7249                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
7250                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7251         }
7252         isl_basic_map_free(bmap);
7253         return hash;
7254 }
7255
7256 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7257 {
7258         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
7259 }
7260
7261 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
7262 {
7263         int i;
7264         uint32_t hash;
7265
7266         if (!map)
7267                 return 0;
7268         map = isl_map_copy(map);
7269         map = isl_map_normalize(map);
7270         if (!map)
7271                 return 0;
7272
7273         hash = isl_hash_init();
7274         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7275                 uint32_t bmap_hash;
7276                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
7277                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
7278         }
7279
7280         isl_map_free(map);
7281
7282         return hash;
7283 }
7284
7285 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
7286 {
7287         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
7288 }
7289
7290 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7291  * by the values of the other parameters and variables.
7292  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
7293  */
7294 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
7295 {
7296         int i;
7297         unsigned nparam;
7298
7299         if (!bset)
7300                 return -1;
7301         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7302         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
7303                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
7304                         return 1;
7305         return 0;
7306 }
7307
7308 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7309  * by the values of the other parameters and variables.
7310  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
7311  * for each of the subsets.
7312  */
7313 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
7314 {
7315         int i;
7316
7317         if (!set)
7318                 return -1;
7319         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7320                 int unique;
7321                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
7322                 if (unique != 1)
7323                         return unique;
7324         }
7325         return 1;
7326 }
7327
7328 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
7329 {
7330         return set ? set->n : 0;
7331 }
7332
7333 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
7334         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
7335 {
7336         int i;
7337
7338         if (!map)
7339                 return -1;
7340
7341         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7342                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
7343                         return -1;
7344
7345         return 0;
7346 }
7347
7348 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
7349         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
7350 {
7351         int i;
7352
7353         if (!set)
7354                 return -1;
7355
7356         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7357                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
7358                         return -1;
7359
7360         return 0;
7361 }
7362
7363 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
7364 {
7365         struct isl_dim *dim;
7366
7367         if (!bset)
7368                 return NULL;
7369
7370         if (bset->n_div == 0)
7371                 return bset;
7372
7373         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7374         if (!bset)
7375                 return NULL;
7376
7377         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
7378         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, bset->n_div);
7379         if (!dim)
7380                 goto error;
7381         isl_dim_free(bset->dim);
7382         bset->dim = dim;
7383         bset->extra -= bset->n_div;
7384         bset->n_div = 0;
7385
7386         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
7387
7388         return bset;
7389 error:
7390         isl_basic_set_free(bset);
7391         return NULL;
7392 }
7393
7394 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
7395 {
7396         int i;
7397         struct isl_dim *dim;
7398         unsigned n_div;
7399
7400         set = isl_set_align_divs(set);
7401
7402         if (!set)
7403                 return NULL;
7404         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0)
7405                 return set;
7406
7407         set = isl_set_cow(set);
7408         if (!set)
7409                 return NULL;
7410
7411         n_div = set->p[0]->n_div;
7412         dim = isl_set_get_dim(set);
7413         dim = isl_dim_add(dim, isl_dim_set, n_div);
7414         if (!dim)
7415                 goto error;
7416         isl_dim_free(set->dim);
7417         set->dim = dim;
7418
7419         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7420                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
7421                 if (!set->p[i])
7422                         goto error;
7423         }
7424
7425         return set;
7426 error:
7427         isl_set_free(set);
7428         return NULL;
7429 }
7430
7431 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
7432 {
7433         struct isl_dim *dim;
7434         struct isl_basic_map *bmap;
7435         unsigned n_set;
7436         unsigned n_div;
7437         unsigned n_param;
7438         unsigned total;
7439         int i, k, l;
7440
7441         set = isl_set_align_divs(set);
7442
7443         if (!set)
7444                 return NULL;
7445
7446         dim = isl_set_get_dim(set);
7447         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
7448                 isl_set_free(set);
7449                 return isl_map_identity(dim);
7450         }
7451
7452         n_div = set->p[0]->n_div;
7453         dim = isl_dim_map(dim);
7454         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
7455         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
7456         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
7457         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
7458         for (i = 0; i < n_set; ++i)
7459                 bmap = var_equal(bmap, i);
7460
7461         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
7462         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
7463                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7464                 if (k < 0)
7465                         goto error;
7466                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
7467                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
7468                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
7469                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
7470                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
7471                             set->p[0]->div[i][0]);
7472
7473                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7474                 if (l < 0)
7475                         goto error;
7476                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
7477                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
7478                             set->p[0]->div[i][0]);
7479                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
7480         }
7481
7482         isl_set_free(set);
7483         return isl_map_from_basic_map(bmap);
7484 error:
7485         isl_set_free(set);
7486         isl_basic_map_free(bmap);
7487         return NULL;
7488 }
7489
7490 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7491 {
7492         unsigned dim;
7493         int size = 0;
7494
7495         if (!bset)
7496                 return -1;
7497
7498         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
7499         size += bset->n_eq * (1 + dim);
7500         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
7501         size += bset->n_div * (2 + dim);
7502
7503         return size;
7504 }
7505
7506 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
7507 {
7508         int i;
7509         int size = 0;
7510
7511         if (!set)
7512                 return -1;
7513
7514         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7515                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
7516
7517         return size;
7518 }
7519
7520 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7521         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7522 {
7523         int i;
7524         int lower, upper;
7525
7526         if (!bmap)
7527                 return -1;
7528
7529         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
7530
7531         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
7532
7533         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
7534                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
7535                         return 1;
7536
7537         lower = upper = 0;
7538         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7539                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
7540                 if (sgn > 0)
7541                         lower = 1;
7542                 if (sgn < 0)
7543                         upper = 1;
7544         }
7545
7546         return lower && upper;
7547 }
7548
7549 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
7550         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7551 {
7552         int i;
7553
7554         if (!map)
7555                 return -1;
7556
7557         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7558                 int bounded;
7559                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
7560                 if (bounded < 0 || !bounded)
7561                         return bounded;
7562         }
7563
7564         return 1;
7565 }
7566
7567 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
7568  * and a lower bound.
7569  */
7570 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
7571         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7572 {
7573         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
7574 }
7575
7576 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
7577  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
7578  * elements of the array "signs".
7579  * Sign
7580  *      1 means that the variable is non-negative
7581  *      -1 means that the variable is non-positive
7582  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
7583  */
7584 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7585         unsigned first, unsigned n, int *signs)
7586 {
7587         isl_vec *bound = NULL;
7588         struct isl_tab *tab = NULL;
7589         struct isl_tab_undo *snap;
7590         int i;
7591
7592         if (!bset || !signs)
7593                 return -1;
7594
7595         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7596         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
7597         if (!bound || !tab)
7598                 goto error;
7599
7600         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
7601         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
7602
7603         snap = isl_tab_snap(tab);
7604         for (i = 0; i < n; ++i) {
7605                 int empty;
7606
7607                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
7608                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
7609                         goto error;
7610                 empty = tab->empty;
7611                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
7612                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
7613                         goto error;
7614
7615                 if (empty) {
7616                         signs[i] = 1;
7617                         continue;
7618                 }
7619
7620                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
7621                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
7622                         goto error;
7623                 empty = tab->empty;
7624                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
7625                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
7626                         goto error;
7627
7628                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
7629         }
7630
7631         isl_tab_free(tab);
7632         isl_vec_free(bound);
7633         return 0;
7634 error:
7635         isl_tab_free(tab);
7636         isl_vec_free(bound);
7637         return -1;
7638 }
7639
7640 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7641         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
7642 {
7643         if (!bset || !signs)
7644                 return -1;
7645         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
7646                 return -1);
7647
7648         first += pos(bset->dim, type) - 1;
7649         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
7650 }
7651
7652 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
7653  * In particular, for each output dimension, check that there is
7654  * an equality that defines the output dimension in terms of
7655  * earlier dimensions.
7656  */
7657 int isl_basic_map_fast_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7658 {
7659         int i, j;
7660         unsigned total;
7661         unsigned n_out;
7662         unsigned o_out;
7663
7664         if (!bmap)
7665                 return -1;
7666
7667         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7668         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
7669         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
7670
7671         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
7672                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
7673                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
7674                                 continue;
7675                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
7676                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
7677                                 break;
7678                 }
7679                 if (j >= bmap->n_eq)
7680                         return 0;
7681         }
7682
7683         return 1;
7684 }
7685
7686 /* Check if the given map is obviously single-valued.
7687  */
7688 int isl_map_fast_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
7689 {
7690         int sv;
7691
7692         if (!map)
7693                 return -1;
7694         if (map->n == 0)
7695                 return 1;
7696         if (map->n >= 2)
7697                 return 0;
7698
7699         return isl_basic_map_fast_is_single_valued(map->p[0]);
7700 }
7701
7702 /* Check if the given map is single-valued.
7703  * We simply compute
7704  *
7705  *      M \circ M^-1
7706  *
7707  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
7708  */
7709 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
7710 {
7711         isl_map *test;
7712         isl_map *id;
7713         int sv;
7714
7715         sv = isl_map_fast_is_single_valued(map);
7716         if (sv < 0 || sv)
7717                 return sv;
7718
7719         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
7720         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
7721
7722         id = isl_map_identity(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
7723
7724         sv = isl_map_is_subset(test, id);
7725
7726         isl_map_free(test);
7727         isl_map_free(id);
7728
7729         return sv;
7730 }
7731
7732 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
7733 {
7734         int sv;
7735
7736         sv = isl_map_is_single_valued(map);
7737         if (sv < 0 || !sv)
7738                 return sv;
7739
7740         map = isl_map_copy(map);
7741         map = isl_map_reverse(map);
7742         sv = isl_map_is_single_valued(map);
7743         isl_map_free(map);
7744
7745         return sv;
7746 }
7747
7748 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
7749 {
7750         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
7751 }
7752
7753 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
7754 {
7755         int ok;
7756         isl_set *delta;
7757
7758         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
7759         ok = isl_set_is_singleton(delta);
7760         isl_set_free(delta);
7761
7762         return ok;
7763 }
7764
7765 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
7766 {
7767         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
7768                 return 0;
7769         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
7770                 return 0;
7771         return 1;
7772 }
7773
7774 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7775 {
7776         int i, j;
7777         unsigned nvar;
7778         unsigned ovar;
7779
7780         if (!bset)
7781                 return -1;
7782
7783         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
7784                 return 0;
7785
7786         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
7787         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
7788         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
7789                 int lower = 0, upper = 0;
7790                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7791                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
7792                                 continue;
7793                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
7794                                 return 0;
7795                         break;
7796                 }
7797                 if (i < bset->n_eq)
7798                         continue;
7799                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7800                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
7801                                 continue;
7802                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
7803                                 return 0;
7804                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
7805                                 lower = 1;
7806                         else
7807                                 upper = 1;
7808                 }
7809                 if (!lower || !upper)
7810                         return 0;
7811         }
7812
7813         return 1;
7814 }
7815
7816 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
7817 {
7818         if (!set)
7819                 return -1;
7820         if (set->n != 1)
7821                 return 0;
7822
7823         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
7824 }
7825
7826 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7827 {
7828         if (!bset)
7829                 return -1;
7830
7831         return isl_dim_is_wrapping(bset->dim);
7832 }
7833
7834 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
7835 {
7836         if (!set)
7837                 return -1;
7838
7839         return isl_dim_is_wrapping(set->dim);
7840 }
7841
7842 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
7843 {
7844         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
7845         if (!bmap)
7846                 return NULL;
7847
7848         bmap->dim = isl_dim_wrap(bmap->dim);
7849         if (!bmap->dim)
7850                 goto error;
7851
7852         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
7853
7854         return (isl_basic_set *)bmap;
7855 error:
7856         isl_basic_map_free(bmap);
7857         return NULL;
7858 }
7859
7860 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
7861 {
7862         int i;
7863
7864         map = isl_map_cow(map);
7865         if (!map)
7866                 return NULL;
7867
7868         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7869                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
7870                 if (!map->p[i])
7871                         goto error;
7872         }
7873         map->dim = isl_dim_wrap(map->dim);
7874         if (!map->dim)
7875                 goto error;
7876
7877         return (isl_set *)map;
7878 error:
7879         isl_map_free(map);
7880         return NULL;
7881 }
7882
7883 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
7884 {
7885         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7886         if (!bset)
7887                 return NULL;
7888
7889         bset->dim = isl_dim_unwrap(bset->dim);
7890         if (!bset->dim)
7891                 goto error;
7892
7893         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
7894
7895         return (isl_basic_map *)bset;
7896 error:
7897         isl_basic_set_free(bset);
7898         return NULL;
7899 }
7900
7901 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
7902 {
7903         int i;
7904
7905         if (!set)
7906                 return NULL;
7907
7908         if (!isl_set_is_wrapping(set))
7909                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
7910                         goto error);
7911
7912         set = isl_set_cow(set);
7913         if (!set)
7914                 return NULL;
7915
7916         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7917                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
7918                 if (!set->p[i])
7919                         goto error;
7920         }
7921
7922         set->dim = isl_dim_unwrap(set->dim);
7923         if (!set->dim)
7924                 goto error;
7925
7926         return (isl_map *)set;
7927 error:
7928         isl_set_free(set);
7929         return NULL;
7930 }
7931
7932 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
7933         enum isl_dim_type type)
7934 {
7935         if (!bmap)
7936                 return NULL;
7937
7938         if (!isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
7939                 return bmap;
7940
7941         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
7942         if (!bmap)
7943                 return NULL;
7944
7945         bmap->dim = isl_dim_reset(bmap->dim, type);
7946         if (!bmap->dim)
7947                 goto error;
7948
7949         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
7950
7951         return bmap;
7952 error:
7953         isl_basic_map_free(bmap);
7954         return NULL;
7955 }
7956
7957 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
7958         enum isl_dim_type type)
7959 {
7960         int i;
7961
7962         if (!map)
7963                 return NULL;
7964
7965         if (!isl_dim_is_named_or_nested(map->dim, type))
7966                 return map;
7967
7968         map = isl_map_cow(map);
7969         if (!map)
7970                 return NULL;
7971
7972         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7973                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
7974                 if (!map->p[i])
7975                         goto error;
7976         }
7977         map->dim = isl_dim_reset(map->dim, type);
7978         if (!map->dim)
7979                 goto error;
7980
7981         return map;
7982 error:
7983         isl_map_free(map);
7984         return NULL;
7985 }
7986
7987 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
7988 {
7989         if (!bmap)
7990                 return NULL;
7991
7992         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
7993                 return bmap;
7994
7995         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
7996         if (!bmap)
7997                 return NULL;
7998
7999         bmap->dim = isl_dim_flatten(bmap->dim);
8000         if (!bmap->dim)
8001                 goto error;
8002
8003         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8004
8005         return bmap;
8006 error:
8007         isl_basic_map_free(bmap);
8008         return NULL;
8009 }
8010
8011 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
8012 {
8013         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
8014 }
8015
8016 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
8017 {
8018         int i;
8019
8020         if (!map)
8021                 return NULL;
8022
8023         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
8024                 return map;
8025
8026         map = isl_map_cow(map);
8027         if (!map)
8028                 return NULL;
8029
8030         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8031                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
8032                 if (!map->p[i])
8033                         goto error;
8034         }
8035         map->dim = isl_dim_flatten(map->dim);
8036         if (!map->dim)
8037                 goto error;
8038
8039         return map;
8040 error:
8041         isl_map_free(map);
8042         return NULL;
8043 }
8044
8045 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
8046 {
8047         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
8048 }
8049
8050 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
8051 {
8052         isl_dim *dim, *flat_dim;
8053         isl_map *map;
8054
8055         dim = isl_set_get_dim(set);
8056         flat_dim = isl_dim_flatten(isl_dim_copy(dim));
8057         map = map_identity(isl_dim_join(isl_dim_reverse(dim), flat_dim));
8058         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8059
8060         return map;
8061 }
8062
8063 /* Extend the given dim_map with mappings for the divs in bmap.
8064  */
8065 static __isl_give struct isl_dim_map *extend_dim_map(
8066         __isl_keep struct isl_dim_map *dim_map,
8067         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
8068 {
8069         int i;
8070         struct isl_dim_map *res;
8071         int offset;
8072
8073         offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
8074
8075         res = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, dim_map->len - 1 + bmap->n_div);
8076         if (!res)
8077                 return NULL;
8078
8079         for (i = 0; i < dim_map->len; ++i)
8080                 res->pos[i] = dim_map->pos[i];
8081         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
8082                 res->pos[dim_map->len + i] = offset + i;
8083
8084         return res;
8085 }
8086
8087 /* Extract a dim_map from a reordering.
8088  * We essentially need to reverse the mapping, and add an offset
8089  * of 1 for the constant term.
8090  */
8091 __isl_give struct isl_dim_map *isl_dim_map_from_reordering(
8092         __isl_keep isl_reordering *exp)
8093 {
8094         int i;
8095         struct isl_dim_map *dim_map;
8096
8097         if (!exp)
8098                 return NULL;
8099
8100         dim_map = isl_dim_map_alloc(exp->dim->ctx, isl_dim_total(exp->dim));
8101         if (!dim_map)
8102                 return NULL;
8103
8104         for (i = 0; i < exp->len; ++i)
8105                 dim_map->pos[1 + exp->pos[i]] = 1 + i;
8106
8107         return dim_map;
8108 }
8109
8110 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
8111  * and set the dimension specification to "dim".
8112  */
8113 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8114         __isl_take isl_dim *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
8115 {
8116         isl_basic_map *res;
8117
8118         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8119         if (!bmap || !dim || !dim_map)
8120                 goto error;
8121
8122         res = isl_basic_map_alloc_dim(dim,
8123                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
8124         res = add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
8125         res = isl_basic_map_finalize(res);
8126         return res;
8127 error:
8128         free(dim_map);
8129         isl_basic_map_free(bmap);
8130         isl_dim_free(dim);
8131         return NULL;
8132 }
8133
8134 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
8135  */
8136 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
8137         __isl_take isl_reordering *r)
8138 {
8139         int i;
8140         struct isl_dim_map *dim_map;
8141
8142         map = isl_map_cow(map);
8143         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
8144         if (!map || !r || !dim_map)
8145                 goto error;
8146
8147         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8148                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
8149
8150                 dim_map_i = extend_dim_map(dim_map, map->p[i]);
8151
8152                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
8153                                             isl_dim_copy(r->dim), dim_map_i);
8154
8155                 if (!map->p[i])
8156                         goto error;
8157         }
8158
8159         map = isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(r->dim));
8160
8161         isl_reordering_free(r);
8162         free(dim_map);
8163         return map;
8164 error:
8165         free(dim_map);
8166         isl_map_free(map);
8167         isl_reordering_free(r);
8168         return NULL;
8169 }
8170
8171 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
8172         __isl_take isl_reordering *r)
8173 {
8174         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
8175 }
8176
8177 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
8178                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8179                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8180                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8181 {
8182         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8183         struct isl_mat *mat;
8184         int i, j, k;
8185         int pos;
8186
8187         if (!bmap)
8188                 return NULL;
8189         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
8190                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8191         if (!mat)
8192                 return NULL;
8193         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8194                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8195                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8196                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8197                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8198                                             bmap->eq[i][off + k]);
8199                                 ++pos;
8200                         }
8201                 }
8202
8203         return mat;
8204 }
8205
8206 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
8207                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8208                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8209                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8210 {
8211         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8212         struct isl_mat *mat;
8213         int i, j, k;
8214         int pos;
8215
8216         if (!bmap)
8217                 return NULL;
8218         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
8219                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8220         if (!mat)
8221                 return NULL;
8222         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8223                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8224                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8225                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8226                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8227                                             bmap->ineq[i][off + k]);
8228                                 ++pos;
8229                         }
8230                 }
8231
8232         return mat;
8233 }
8234
8235 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
8236         __isl_take isl_dim *dim,
8237         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8238         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8239         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8240 {
8241         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8242         isl_basic_map *bmap;
8243         unsigned total;
8244         unsigned extra;
8245         int i, j, k, l;
8246         int pos;
8247
8248         if (!dim || !eq || !ineq)
8249                 goto error;
8250
8251         if (eq->n_col != ineq->n_col)
8252                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8253                         "equalities and inequalities matrices should have "
8254                         "same number of columns", goto error);
8255
8256         total = 1 + isl_dim_total(dim);
8257
8258         if (eq->n_col < total)
8259                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8260                         "number of columns too small", goto error);
8261
8262         extra = eq->n_col - total;
8263
8264         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), extra,
8265                                        eq->n_row, ineq->n_row);
8266         if (!bmap)
8267                 goto error;
8268         for (i = 0; i < extra; ++i) {
8269                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
8270                 if (k < 0)
8271                         goto error;
8272                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
8273         }
8274         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
8275                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8276                 if (l < 0)
8277                         goto error;
8278                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8279                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8280                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8281                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
8282                                             eq->row[i][pos]);
8283                                 ++pos;
8284                         }
8285                 }
8286         }
8287         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
8288                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8289                 if (l < 0)
8290                         goto error;
8291                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8292                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8293                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8294                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
8295                                             ineq->row[i][pos]);
8296                                 ++pos;
8297                         }
8298                 }
8299         }
8300
8301         isl_dim_free(dim);
8302         isl_mat_free(eq);
8303         isl_mat_free(ineq);
8304
8305         return bmap;
8306 error:
8307         isl_dim_free(dim);
8308         isl_mat_free(eq);
8309         isl_mat_free(ineq);
8310         return NULL;
8311 }
8312
8313 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
8314         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8315         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8316 {
8317         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8318                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8319 }
8320
8321 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
8322         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8323         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8324 {
8325         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8326                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8327 }
8328
8329 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
8330         __isl_take isl_dim *dim,
8331         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8332         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8333 {
8334         return (isl_basic_set*)
8335             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
8336                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8337 }