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 <isl_ctx_private.h>
  15 #include <isl_map_private.h>
  16 #include <isl/blk.h>
  17 #include "isl_dim_private.h"
  18 #include "isl_equalities.h"
  19 #include <isl_list_private.h>
  20 #include <isl/lp.h>
  21 #include <isl/seq.h>
  22 #include <isl/set.h>
  23 #include <isl/map.h>
  24 #include "isl_map_piplib.h"
  25 #include <isl_reordering.h>
  26 #include "isl_sample.h"
  27 #include "isl_tab.h"
  28 #include <isl/vec.h>
  29 #include <isl_mat_private.h>
  30 #include <isl_dim_map.h>
  31 #include <isl_local_space_private.h>
  32 #include <isl_aff_private.h>
  33
  34 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  35 {
  36         switch (type) {
  37         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  38         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  39         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  40         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  41         default:                return 0;
  42         }
  43 }
  44
  45 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  46 {
  47         switch (type) {
  48         case isl_dim_param:     return 1;
  49         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  50         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  51         default:                return 0;
  52         }
  53 }
  54
  55 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
  56                                 enum isl_dim_type type)
  57 {
  58         if (!bmap)
  59                 return 0;
  60         switch (type) {
  61         case isl_dim_cst:       return 1;
  62         case isl_dim_param:
  63         case isl_dim_in:
  64         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
  65         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
  66         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
  67         default:                return 0;
  68         }
  69 }
  70
  71 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
  72 {
  73         return map ? n(map->dim, type) : 0;
  74 }
  75
  76 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
  77 {
  78         return set ? n(set->dim, type) : 0;
  79 }
  80
  81 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
  82                                         enum isl_dim_type type)
  83 {
  84         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
  85         switch (type) {
  86         case isl_dim_cst:       return 0;
  87         case isl_dim_param:     return 1;
  88         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  89         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  90         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  91         default:                return 0;
  92         }
  93 }
  94
  95 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
  96                                         enum isl_dim_type type)
  97 {
  98         return isl_basic_map_offset(bset, type);
  99 }
 100
 101 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 102 {
 103         return pos(map->dim, type);
 104 }
 105
 106 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 107                                 enum isl_dim_type type)
 108 {
 109         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 110 }
 111
 112 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 113 {
 114         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 115 }
 116
 117 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 118 {
 119         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 120 }
 121
 122 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 123 {
 124         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 125 }
 126
 127 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 128 {
 129         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 130 }
 131
 132 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 133 {
 134         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 135 }
 136
 137 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 138 {
 139         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
 140 }
 141
 142 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 143 {
 144         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
 145 }
 146
 147 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 148 {
 149         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
 150 }
 151
 152 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 153 {
 154         return bmap ? bmap->n_div : 0;
 155 }
 156
 157 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 158 {
 159         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 160 }
 161
 162 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 163 {
 164         return map ? map->dim->n_in : 0;
 165 }
 166
 167 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 168 {
 169         return map ? map->dim->n_out : 0;
 170 }
 171
 172 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 173 {
 174         return map ? map->dim->nparam : 0;
 175 }
 176
 177 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 178 {
 179         int m;
 180         if (!map || !set)
 181                 return -1;
 182         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 183         if (m < 0 || !m)
 184                 return m;
 185         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
 186 }
 187
 188 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 189                 struct isl_basic_set *bset)
 190 {
 191         int m;
 192         if (!bmap || !bset)
 193                 return -1;
 194         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 195         if (m < 0 || !m)
 196                 return m;
 197         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
 198 }
 199
 200 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
 201 {
 202         int m;
 203         if (!map || !set)
 204                 return -1;
 205         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 206         if (m < 0 || !m)
 207                 return m;
 208         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
 209 }
 210
 211 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 212                 struct isl_basic_set *bset)
 213 {
 214         int m;
 215         if (!bmap || !bset)
 216                 return -1;
 217         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 218         if (m < 0 || !m)
 219                 return m;
 220         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
 221 }
 222
 223 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 224 {
 225         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
 226 }
 227
 228 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 229 {
 230         return bset ? bset->ctx : NULL;
 231 }
 232
 233 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
 234 {
 235         return map ? map->ctx : NULL;
 236 }
 237
 238 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
 239 {
 240         return set ? set->ctx : NULL;
 241 }
 242
 243 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 244 {
 245         if (!bmap)
 246                 return NULL;
 247         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 248 }
 249
 250 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 251 {
 252         if (!bset)
 253                 return NULL;
 254         return isl_dim_copy(bset->dim);
 255 }
 256
 257 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
 258         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
 259 {
 260         int i;
 261         isl_local_space *ls;
 262         unsigned total;
 263
 264         if (!bmap)
 265                 return NULL;
 266
 267         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
 268         ls = isl_local_space_alloc(isl_dim_copy(bmap->dim), bmap->n_div);
 269         if (!ls)
 270                 return NULL;
 271
 272         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 273                 isl_seq_cpy(ls->div->row[i], bmap->div[i], 2 + total);
 274
 275         return ls;
 276 }
 277
 278 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
 279         __isl_keep isl_basic_set *bset)
 280 {
 281         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
 282 }
 283
 284 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
 285         __isl_take isl_local_space *ls)
 286 {
 287         int i;
 288         int n_div;
 289         isl_basic_map *bmap;
 290
 291         if (!ls)
 292                 return NULL;
 293
 294         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
 295         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_local_space_get_dim(ls),
 296                                         n_div, 0, 2 * n_div);
 297
 298         for (i = 0; i < n_div; ++i)
 299                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
 300                         goto error;
 301
 302         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
 303                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
 304                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
 305                         goto error;
 306         }
 307
 308         isl_local_space_free(ls);
 309         return bmap;
 310 error:
 311         isl_local_space_free(ls);
 312         isl_basic_map_free(bmap);
 313         return NULL;
 314 }
 315
 316 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
 317         __isl_take isl_local_space *ls)
 318 {
 319         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
 320 }
 321
 322 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 323 {
 324         if (!map)
 325                 return NULL;
 326         return isl_dim_copy(map->dim);
 327 }
 328
 329 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 330 {
 331         if (!set)
 332                 return NULL;
 333         return isl_dim_copy(set->dim);
 334 }
 335
 336 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
 337         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
 338 {
 339         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
 340         if (!bmap)
 341                 return NULL;
 342         bmap->dim = isl_dim_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
 343         if (!bmap->dim)
 344                 goto error;
 345         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
 346         return bmap;
 347 error:
 348         isl_basic_map_free(bmap);
 349         return NULL;
 350 }
 351
 352 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
 353         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
 354 {
 355         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
 356 }
 357
 358 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 359         enum isl_dim_type type)
 360 {
 361         return bmap ? isl_dim_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
 362 }
 363
 364 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
 365         enum isl_dim_type type, const char *s)
 366 {
 367         int i;
 368
 369         map = isl_map_cow(map);
 370         if (!map)
 371                 return NULL;
 372
 373         map->dim = isl_dim_set_tuple_name(map->dim, type, s);
 374         if (!map->dim)
 375                 goto error;
 376
 377         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 378                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
 379                 if (!map->p[i])
 380                         goto error;
 381         }
 382
 383         return map;
 384 error:
 385         isl_map_free(map);
 386         return NULL;
 387 }
 388
 389 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
 390         enum isl_dim_type type)
 391 {
 392         return map ? isl_dim_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
 393 }
 394
 395 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
 396         const char *s)
 397 {
 398         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
 399 }
 400
 401 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 402 {
 403         return bset ? isl_dim_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
 404 }
 405
 406 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
 407 {
 408         return set ? isl_dim_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
 409 }
 410
 411 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 412         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 413 {
 414         return bmap ? isl_dim_get_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
 415 }
 416
 417 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 418         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 419 {
 420         return bset ? isl_dim_get_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
 421 }
 422
 423 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
 424         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 425 {
 426         return map ? isl_dim_get_name(map->dim, type, pos) : NULL;
 427 }
 428
 429 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
 430         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 431 {
 432         return set ? isl_dim_get_name(set->dim, type, pos) : NULL;
 433 }
 434
 435 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 436         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 437         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 438 {
 439         if (!bmap)
 440                 return NULL;
 441         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 442         if (!bmap->dim)
 443                 goto error;
 444         return bmap;
 445 error:
 446         isl_basic_map_free(bmap);
 447         return NULL;
 448 }
 449
 450 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 451         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 452 {
 453         int i;
 454
 455         if (!map)
 456                 return NULL;
 457
 458         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 459         if (!map->dim)
 460                 goto error;
 461
 462         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 463                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 464                 if (!map->p[i])
 465                         goto error;
 466         }
 467
 468         return map;
 469 error:
 470         isl_map_free(map);
 471         return NULL;
 472 }
 473
 474 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 475         __isl_take isl_basic_set *bset,
 476         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 477 {
 478         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 479                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 480 }
 481
 482 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 483         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 484 {
 485         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 486 }
 487
 488 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 489 {
 490         if (!bmap)
 491                 return -1;
 492         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 493 }
 494
 495 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 496 {
 497         return isl_basic_map_is_rational(bset);
 498 }
 499
 500 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 501                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 502                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 503 {
 504         int i;
 505         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 506
 507         bmap->ctx = ctx;
 508         isl_ctx_ref(ctx);
 509
 510         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 511         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 512                 goto error;
 513
 514         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 515         if (!bmap->ineq)
 516                 goto error;
 517
 518         if (extra == 0) {
 519                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 520                 bmap->div = NULL;
 521         } else {
 522                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 523                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 524                         goto error;
 525
 526                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 527                 if (!bmap->div)
 528                         goto error;
 529         }
 530
 531         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 532                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 533
 534         for (i = 0; i < extra; ++i)
 535                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 536
 537         bmap->ref = 1;
 538         bmap->flags = 0;
 539         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 540         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 541         bmap->extra = extra;
 542         bmap->n_eq = 0;
 543         bmap->n_ineq = 0;
 544         bmap->n_div = 0;
 545         bmap->sample = NULL;
 546
 547         return bmap;
 548 error:
 549         isl_basic_map_free(bmap);
 550         return NULL;
 551 }
 552
 553 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 554                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 555                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 556 {
 557         struct isl_basic_map *bmap;
 558         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 559         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 560 }
 561
 562 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 563                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 564 {
 565         struct isl_basic_map *bmap;
 566         if (!dim)
 567                 return NULL;
 568         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
 569         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 570         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 571 error:
 572         isl_dim_free(dim);
 573         return NULL;
 574 }
 575
 576 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 577                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 578 {
 579         struct isl_basic_map *bmap;
 580
 581         if (!dim)
 582                 return NULL;
 583         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 584         if (!bmap)
 585                 goto error;
 586         bmap->dim = dim;
 587
 588         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 589 error:
 590         isl_dim_free(dim);
 591         return NULL;
 592 }
 593
 594 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 595                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 596                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 597 {
 598         struct isl_basic_map *bmap;
 599         struct isl_dim *dim;
 600
 601         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 602         if (!dim)
 603                 return NULL;
 604
 605         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 606         return bmap;
 607 }
 608
 609 static void dup_constraints(
 610                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 611 {
 612         int i;
 613         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 614
 615         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 616                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 617                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 618         }
 619
 620         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 621                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 622                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 623         }
 624
 625         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 626                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 627                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 628         }
 629         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 630 }
 631
 632 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 633 {
 634         struct isl_basic_map *dup;
 635
 636         if (!bmap)
 637                 return NULL;
 638         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 639                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 640         if (!dup)
 641                 return NULL;
 642         dup_constraints(dup, bmap);
 643         dup->flags = bmap->flags;
 644         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 645         return dup;
 646 }
 647
 648 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 649 {
 650         struct isl_basic_map *dup;
 651
 652         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 653         return (struct isl_basic_set *)dup;
 654 }
 655
 656 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 657 {
 658         if (!bset)
 659                 return NULL;
 660
 661         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 662                 bset->ref++;
 663                 return bset;
 664         }
 665         return isl_basic_set_dup(bset);
 666 }
 667
 668 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 669 {
 670         if (!set)
 671                 return NULL;
 672
 673         set->ref++;
 674         return set;
 675 }
 676
 677 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 678 {
 679         if (!bmap)
 680                 return NULL;
 681
 682         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 683                 bmap->ref++;
 684                 return bmap;
 685         }
 686         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 687         if (bmap)
 688                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 689         return bmap;
 690 }
 691
 692 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 693 {
 694         if (!map)
 695                 return NULL;
 696
 697         map->ref++;
 698         return map;
 699 }
 700
 701 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 702 {
 703         if (!bmap)
 704                 return;
 705
 706         if (--bmap->ref > 0)
 707                 return;
 708
 709         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 710         free(bmap->div);
 711         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 712         free(bmap->ineq);
 713         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 714         isl_vec_free(bmap->sample);
 715         isl_dim_free(bmap->dim);
 716         free(bmap);
 717 }
 718
 719 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 720 {
 721         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 722 }
 723
 724 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 725 {
 726         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 727 }
 728
 729 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 730 {
 731         struct isl_ctx *ctx;
 732         if (!bmap)
 733                 return -1;
 734         ctx = bmap->ctx;
 735         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 736         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 737                         return -1);
 738         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 739         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 740         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 741         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 742         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 743         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 744                 isl_int *t;
 745                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 746                 if (j < 0)
 747                         return -1;
 748                 t = bmap->ineq[j];
 749                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 750                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 751                 bmap->eq[-1] = t;
 752                 bmap->n_eq++;
 753                 bmap->n_ineq--;
 754                 bmap->eq--;
 755                 return 0;
 756         }
 757         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 758                       bmap->extra - bmap->n_div);
 759         return bmap->n_eq++;
 760 }
 761
 762 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 763 {
 764         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 765 }
 766
 767 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 768 {
 769         if (!bmap)
 770                 return -1;
 771         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 772         bmap->n_eq -= n;
 773         return 0;
 774 }
 775
 776 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 777 {
 778         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 779 }
 780
 781 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 782 {
 783         isl_int *t;
 784         if (!bmap)
 785                 return -1;
 786         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 787
 788         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 789                 t = bmap->eq[pos];
 790                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 791                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 792         }
 793         bmap->n_eq--;
 794         return 0;
 795 }
 796
 797 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 798 {
 799         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 800 }
 801
 802 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 803                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 804 {
 805         isl_int *t;
 806
 807         t = bmap->ineq[pos];
 808         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 809         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 810         bmap->eq[-1] = t;
 811         bmap->n_eq++;
 812         bmap->n_ineq--;
 813         bmap->eq--;
 814         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 815         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 816         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 817         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 818 }
 819
 820 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 821 {
 822         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 823 }
 824
 825 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 826 {
 827         struct isl_ctx *ctx;
 828         if (!bmap)
 829                 return -1;
 830         ctx = bmap->ctx;
 831         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 832         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 833         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 834         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 835         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 836         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 837                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 838                       bmap->extra - bmap->n_div);
 839         return bmap->n_ineq++;
 840 }
 841
 842 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 843 {
 844         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 845 }
 846
 847 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 848 {
 849         if (!bmap)
 850                 return -1;
 851         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 852         bmap->n_ineq -= n;
 853         return 0;
 854 }
 855
 856 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 857 {
 858         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 859 }
 860
 861 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 862 {
 863         isl_int *t;
 864         if (!bmap)
 865                 return -1;
 866         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 867
 868         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 869                 t = bmap->ineq[pos];
 870                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 871                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 872                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 873         }
 874         bmap->n_ineq--;
 875         return 0;
 876 }
 877
 878 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 879 {
 880         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 881 }
 882
 883 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 884         isl_int *eq)
 885 {
 886         int k;
 887
 888         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 889         if (!bmap)
 890                 return NULL;
 891         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 892         if (k < 0)
 893                 goto error;
 894         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 895         return bmap;
 896 error:
 897         isl_basic_map_free(bmap);
 898         return NULL;
 899 }
 900
 901 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 902         isl_int *eq)
 903 {
 904         return (isl_basic_set *)
 905                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 906 }
 907
 908 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 909         isl_int *ineq)
 910 {
 911         int k;
 912
 913         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 914         if (!bmap)
 915                 return NULL;
 916         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 917         if (k < 0)
 918                 goto error;
 919         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 920         return bmap;
 921 error:
 922         isl_basic_map_free(bmap);
 923         return NULL;
 924 }
 925
 926 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 927         isl_int *ineq)
 928 {
 929         return (isl_basic_set *)
 930                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 931 }
 932
 933 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 934 {
 935         if (!bmap)
 936                 return -1;
 937         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 938         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 939                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 940                       bmap->extra - bmap->n_div);
 941         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 942         return bmap->n_div++;
 943 }
 944
 945 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 946 {
 947         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 948 }
 949
 950 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 951 {
 952         if (!bmap)
 953                 return -1;
 954         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 955         bmap->n_div -= n;
 956         return 0;
 957 }
 958
 959 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 960 {
 961         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 962 }
 963
 964 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 965  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 966  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 967  * variables.
 968  */
 969 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 970                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 971                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 972 {
 973         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 974         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 975         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 976         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 977         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 978         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 979         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 980         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 981         if (dst_nparam > src_nparam)
 982                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 983                                 dst_nparam - src_nparam);
 984         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 985         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 986                     src+1+src_nparam,
 987                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 988         if (dst_in-in_off > src_in)
 989                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 990                                 dst_in - in_off - src_in);
 991         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 992         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 993                     src+1+src_nparam+src_in,
 994                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 995         if (dst_out-out_off > src_out)
 996                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 997                                 dst_out - out_off - src_out);
 998         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 999         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1000                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1001                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1002         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1003                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1004                                 div_off+src_map->n_div,
1005                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1006 }
1007
1008 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1009                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1010                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1011 {
1012         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1013         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1014 }
1015
1016 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1017                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1018 {
1019         int i;
1020         unsigned div_off;
1021
1022         if (!bmap1 || !bmap2)
1023                 goto error;
1024
1025         div_off = bmap1->n_div;
1026
1027         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1028                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1029                 if (i1 < 0)
1030                         goto error;
1031                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1032                                 i_pos, o_pos, div_off);
1033         }
1034
1035         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1036                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1037                 if (i1 < 0)
1038                         goto error;
1039                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1040                                 i_pos, o_pos, div_off);
1041         }
1042
1043         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1044                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1045                 if (i1 < 0)
1046                         goto error;
1047                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1048                          i_pos, o_pos, div_off);
1049         }
1050
1051         isl_basic_map_free(bmap2);
1052
1053         return bmap1;
1054
1055 error:
1056         isl_basic_map_free(bmap1);
1057         isl_basic_map_free(bmap2);
1058         return NULL;
1059 }
1060
1061 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1062                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1063 {
1064         return (struct isl_basic_set *)
1065                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1066                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1067 }
1068
1069 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
1070                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1071                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1072 {
1073         struct isl_basic_map *ext;
1074         unsigned flags;
1075         int dims_ok;
1076
1077         if (!dim)
1078                 goto error;
1079
1080         if (!base)
1081                 goto error;
1082
1083         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
1084                   base->extra >= base->n_div + extra;
1085
1086         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1087                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1088                 isl_dim_free(dim);
1089                 return base;
1090         }
1091
1092         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1093         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1094         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1095         extra += base->extra;
1096         n_eq += base->n_eq;
1097         n_ineq += base->n_ineq;
1098
1099         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1100         dim = NULL;
1101         if (!ext)
1102                 goto error;
1103
1104         if (dims_ok)
1105                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1106         flags = base->flags;
1107         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1108         if (ext) {
1109                 ext->flags = flags;
1110                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1111         }
1112
1113         return ext;
1114
1115 error:
1116         isl_dim_free(dim);
1117         isl_basic_map_free(base);
1118         return NULL;
1119 }
1120
1121 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1122                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1123                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1124 {
1125         return (struct isl_basic_set *)
1126                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1127                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1128 }
1129
1130 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1131                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1132 {
1133         if (!base)
1134                 return NULL;
1135         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1136                                         0, n_eq, n_ineq);
1137 }
1138
1139 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1140                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1141                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1142 {
1143         struct isl_basic_map *bmap;
1144         struct isl_dim *dim;
1145
1146         if (!base)
1147                 return NULL;
1148         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1149         if (!dim)
1150                 goto error;
1151
1152         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1153         return bmap;
1154 error:
1155         isl_basic_map_free(base);
1156         return NULL;
1157 }
1158
1159 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1160                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1161                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1162 {
1163         return (struct isl_basic_set *)
1164                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1165                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1166 }
1167
1168 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1169                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1170 {
1171         return (struct isl_basic_set *)
1172                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1173                                                     n_eq, n_ineq);
1174 }
1175
1176 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1177 {
1178         return (struct isl_basic_set *)
1179                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1180 }
1181
1182 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1183 {
1184         if (!bmap)
1185                 return NULL;
1186
1187         if (bmap->ref > 1) {
1188                 bmap->ref--;
1189                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1190         }
1191         if (bmap)
1192                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1193         return bmap;
1194 }
1195
1196 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1197 {
1198         if (!set)
1199                 return NULL;
1200
1201         if (set->ref == 1)
1202                 return set;
1203         set->ref--;
1204         return isl_set_dup(set);
1205 }
1206
1207 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1208 {
1209         if (!map)
1210                 return NULL;
1211
1212         if (map->ref == 1)
1213                 return map;
1214         map->ref--;
1215         return isl_map_dup(map);
1216 }
1217
1218 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1219                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1220 {
1221         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1222         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1223         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1224 }
1225
1226 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1227         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1228 {
1229         int i;
1230         struct isl_blk blk;
1231
1232         if (!bmap)
1233                 goto error;
1234
1235         isl_assert(bmap->ctx,
1236                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1237
1238         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1239                 return bmap;
1240
1241         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1242         if (!bmap)
1243                 return NULL;
1244
1245         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1246         if (isl_blk_is_error(blk))
1247                 goto error;
1248
1249         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1250                 swap_vars(blk,
1251                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1252
1253         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1254                 swap_vars(blk,
1255                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1256
1257         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1258                 swap_vars(blk,
1259                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1260
1261         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1262
1263         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1264         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1265         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1266 error:
1267         isl_basic_map_free(bmap);
1268         return NULL;
1269 }
1270
1271 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1272         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1273 {
1274         unsigned dim;
1275         unsigned nparam;
1276
1277         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1278         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1279         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1280
1281         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1282 error:
1283         isl_basic_set_free(bset);
1284         return NULL;
1285 }
1286
1287 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1288 {
1289         int i = 0;
1290         unsigned total;
1291         if (!bmap)
1292                 goto error;
1293         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1294         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1295         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1296         if (bmap->n_eq > 0)
1297                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1298         else {
1299                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1300                 if (i < 0)
1301                         goto error;
1302         }
1303         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1304         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1305         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1306         isl_vec_free(bmap->sample);
1307         bmap->sample = NULL;
1308         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1309 error:
1310         isl_basic_map_free(bmap);
1311         return NULL;
1312 }
1313
1314 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1315 {
1316         return (struct isl_basic_set *)
1317                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1318 }
1319
1320 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1321 {
1322         int i;
1323         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1324         isl_int *t = bmap->div[a];
1325         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1326         bmap->div[b] = t;
1327
1328         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1329                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1330
1331         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1332                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1333
1334         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1335                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1336         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1337 }
1338
1339 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1340  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1341  * are not removed.
1342  */
1343 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1344         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1345 {
1346         int i;
1347
1348         if (!map)
1349                 return NULL;
1350         if (n == 0)
1351                 return map;
1352
1353         map = isl_map_cow(map);
1354         if (!map)
1355                 return NULL;
1356         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1357         first += pos(map->dim, type) - 1;
1358
1359         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1360                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1361                 if (!map->p[i])
1362                         goto error;
1363         }
1364         return map;
1365 error:
1366         isl_map_free(map);
1367         return NULL;
1368 }
1369
1370 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1371  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1372  * are not removed.
1373  */
1374 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1375         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1376 {
1377         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1378 }
1379
1380 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1381  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1382  * are not removed.
1383  */
1384 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1385         unsigned first, unsigned n)
1386 {
1387         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1388 }
1389
1390 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1391         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1392 {
1393         if (!bmap)
1394                 return NULL;
1395         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap, isl_dim_total(bmap->dim),
1396                                                 bmap->n_div);
1397         if (!bmap)
1398                 return NULL;
1399         bmap->n_div = 0;
1400         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1401 }
1402
1403 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1404         __isl_take isl_basic_set *bset)
1405 {
1406         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1407                         (struct isl_basic_map *)bset);
1408 }
1409
1410 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1411 {
1412         int i;
1413
1414         if (!map)
1415                 return NULL;
1416         if (map->n == 0)
1417                 return map;
1418
1419         map = isl_map_cow(map);
1420         if (!map)
1421                 return NULL;
1422
1423         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1424                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1425                 if (!map->p[i])
1426                         goto error;
1427         }
1428         return map;
1429 error:
1430         isl_map_free(map);
1431         return NULL;
1432 }
1433
1434 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1435 {
1436         return isl_map_remove_divs(set);
1437 }
1438
1439 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1440         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1441 {
1442         if (!bmap)
1443                 return NULL;
1444         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1445                         goto error);
1446         if (n == 0 && !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1447                 return bmap;
1448         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1449                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1450         if (!bmap)
1451                 return bmap;
1452         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1453                 return bmap;
1454         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1455         return bmap;
1456 error:
1457         isl_basic_map_free(bmap);
1458         return NULL;
1459 }
1460
1461 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1462  * any of the given variables.
1463  */
1464 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1465         unsigned first, unsigned n)
1466 {
1467         int i;
1468         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1469
1470         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1471                 return 0;
1472         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1473                 return 1;
1474
1475         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1476                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1477                         continue;
1478                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1479                         return 1;
1480         }
1481
1482         return 0;
1483 }
1484
1485 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1486  * in their definitions.
1487  */
1488 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1489         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1490         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1491 {
1492         int i;
1493
1494         if (!bmap)
1495                 return NULL;
1496         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1497                         goto error);
1498         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1499
1500         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1501                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1502                         continue;
1503                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1504                 if (!bmap)
1505                         return NULL;
1506                 i = bmap->n_div;
1507         }
1508
1509         return bmap;
1510 error:
1511         isl_basic_map_free(bmap);
1512         return NULL;
1513 }
1514
1515 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1516         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1517 {
1518         int i;
1519
1520         if (!map)
1521                 return NULL;
1522         if (map->n == 0)
1523                 return map;
1524
1525         map = isl_map_cow(map);
1526         if (!map)
1527                 return NULL;
1528
1529         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1530                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1531                                                                 type, first, n);
1532                 if (!map->p[i])
1533                         goto error;
1534         }
1535         return map;
1536 error:
1537         isl_map_free(map);
1538         return NULL;
1539 }
1540
1541 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1542         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1543 {
1544         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1545                                                               type, first, n);
1546 }
1547
1548 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1549         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1550 {
1551         int i;
1552
1553         if (!bset)
1554                 return -1;
1555
1556         if (first + n > isl_basic_set_dim(bset, type))
1557                 isl_die(bset->ctx, isl_error_invalid,
1558                         "index out of bounds", return -1);
1559
1560         first += isl_basic_set_offset(bset, type);
1561         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1562                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->eq[i] + first, n) >= 0)
1563                         return 1;
1564         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1565                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->ineq[i] + first, n) >= 0)
1566                         return 1;
1567
1568         return 0;
1569 }
1570
1571 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1572         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1573 {
1574         int i;
1575
1576         if (!set)
1577                 return -1;
1578
1579         if (first + n > isl_set_dim(set, type))
1580                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
1581                         "index out of bounds", return -1);
1582
1583         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1584                 int involves = isl_basic_set_involves_dims(set->p[i],
1585                                                             type, first, n);
1586                 if (involves < 0 || !involves)
1587                         return involves;
1588         }
1589
1590         return 1;
1591 }
1592
1593 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1594  * on unknown divs.
1595  */
1596 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1597 {
1598         int i;
1599         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1600
1601         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1602                 return 1;
1603
1604         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1605                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1606                         continue;
1607                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1608                         return 1;
1609         }
1610
1611         return 0;
1612 }
1613
1614 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1615  */
1616 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1617         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1618 {
1619         int i;
1620
1621         if (!bmap)
1622                 return NULL;
1623
1624         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1625                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1626                         continue;
1627                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1628         }
1629
1630         return bmap;
1631 }
1632
1633 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1634 {
1635         int i;
1636
1637         if (!map)
1638                 return NULL;
1639         if (map->n == 0)
1640                 return map;
1641
1642         map = isl_map_cow(map);
1643         if (!map)
1644                 return NULL;
1645
1646         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1647                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1648                 if (!map->p[i])
1649                         goto error;
1650         }
1651         return map;
1652 error:
1653         isl_map_free(map);
1654         return NULL;
1655 }
1656
1657 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1658 {
1659         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1660 }
1661
1662 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1663         __isl_take isl_basic_set *bset,
1664         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1665 {
1666         return (isl_basic_set *)
1667             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1668 }
1669
1670 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1671         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1672 {
1673         int i;
1674
1675         if (n == 0)
1676                 return map;
1677
1678         map = isl_map_cow(map);
1679         if (!map)
1680                 return NULL;
1681         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1682
1683         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1684                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1685                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1686                 if (!map->p[i])
1687                         goto error;
1688         }
1689         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1690         return map;
1691 error:
1692         isl_map_free(map);
1693         return NULL;
1694 }
1695
1696 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1697         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1698 {
1699         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1700 }
1701
1702 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1703 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1704         unsigned first, unsigned n)
1705 {
1706         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1707 }
1708
1709 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1710                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1711 {
1712         const char *name;
1713         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1714         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1715         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1716         if (!pos)
1717                 isl_int_print(out, c, 0);
1718         else {
1719                 if (!isl_int_is_one(c))
1720                         isl_int_print(out, c, 0);
1721                 if (pos < 1 + nparam) {
1722                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1723                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1724                         if (name)
1725                                 fprintf(out, "%s", name);
1726                         else
1727                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1728                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1729                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1730                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1731                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1732                 else
1733                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1734         }
1735 }
1736
1737 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1738                                 int sign, FILE *out)
1739 {
1740         int i;
1741         int first;
1742         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1743         isl_int v;
1744
1745         isl_int_init(v);
1746         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1747                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1748                         continue;
1749                 if (!first)
1750                         fprintf(out, " + ");
1751                 first = 0;
1752                 isl_int_abs(v, c[i]);
1753                 dump_term(bmap, v, i, out);
1754         }
1755         isl_int_clear(v);
1756         if (first)
1757                 fprintf(out, "0");
1758 }
1759
1760 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1761                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1762 {
1763         int i;
1764
1765         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1766
1767         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1768         fprintf(out, " %s ", op);
1769         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1770
1771         fprintf(out, "\n");
1772
1773         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1774                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1775                         continue;
1776                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1777                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1778                 abort();
1779         }
1780 }
1781
1782 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1783                                 isl_int **c, unsigned n,
1784                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1785 {
1786         int i;
1787
1788         for (i = 0; i < n; ++i)
1789                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1790 }
1791
1792 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1793 {
1794         int j;
1795         int first = 1;
1796         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1797
1798         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1799                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1800                         continue;
1801                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1802                         fprintf(out, "+");
1803                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1804                 first = 0;
1805         }
1806 }
1807
1808 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1809 {
1810         int i;
1811
1812         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1813         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1814
1815         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1816                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1817                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1818                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1819                 fprintf(out, ")/");
1820                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1821                 fprintf(out, "]\n");
1822         }
1823 }
1824
1825 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
1826         FILE *out, int indent)
1827 {
1828         if (!bset) {
1829                 fprintf(out, "null basic set\n");
1830                 return;
1831         }
1832
1833         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1834         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1835                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1836                         bset->extra, bset->flags);
1837         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1838 }
1839
1840 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
1841         FILE *out, int indent)
1842 {
1843         if (!bmap) {
1844                 fprintf(out, "null basic map\n");
1845                 return;
1846         }
1847
1848         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1849         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1850                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1851                 bmap->ref,
1852                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1853                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1854         dump(bmap, out, indent);
1855 }
1856
1857 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1858 {
1859         unsigned total;
1860         if (!bmap)
1861                 return -1;
1862         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1863         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1864         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1865         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1866         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1871 {
1872         struct isl_set *set;
1873
1874         if (!dim)
1875                 return NULL;
1876         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
1877         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
1878         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1879                         sizeof(struct isl_set) +
1880                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1881         if (!set)
1882                 goto error;
1883
1884         set->ctx = dim->ctx;
1885         isl_ctx_ref(set->ctx);
1886         set->ref = 1;
1887         set->size = n;
1888         set->n = 0;
1889         set->dim = dim;
1890         set->flags = flags;
1891         return set;
1892 error:
1893         isl_dim_free(dim);
1894         return NULL;
1895 }
1896
1897 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1898                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1899 {
1900         struct isl_set *set;
1901         struct isl_dim *dims;
1902
1903         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1904         if (!dims)
1905                 return NULL;
1906
1907         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1908         return set;
1909 }
1910
1911 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1912  */
1913 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1914 {
1915         int i;
1916         struct isl_map *grown = NULL;
1917
1918         if (!map)
1919                 return NULL;
1920         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1921         if (map->n + n <= map->size)
1922                 return map;
1923         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1924         if (!grown)
1925                 goto error;
1926         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1927                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1928                 if (!grown->p[i])
1929                         goto error;
1930                 grown->n++;
1931         }
1932         isl_map_free(map);
1933         return grown;
1934 error:
1935         isl_map_free(grown);
1936         isl_map_free(map);
1937         return NULL;
1938 }
1939
1940 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1941  */
1942 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1943 {
1944         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1945 }
1946
1947 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1948 {
1949         int i;
1950         struct isl_set *dup;
1951
1952         if (!set)
1953                 return NULL;
1954
1955         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1956         if (!dup)
1957                 return NULL;
1958         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1959                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1960         return dup;
1961 }
1962
1963 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1964 {
1965         return isl_map_from_basic_map(bset);
1966 }
1967
1968 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1969 {
1970         struct isl_map *map;
1971
1972         if (!bmap)
1973                 return NULL;
1974
1975         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1976         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1977 }
1978
1979 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1980                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1981 {
1982         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1983                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1984 }
1985
1986 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1987 {
1988         int i;
1989
1990         if (!set)
1991                 return;
1992
1993         if (--set->ref > 0)
1994                 return;
1995
1996         isl_ctx_deref(set->ctx);
1997         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1998                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
1999         isl_dim_free(set->dim);
2000         free(set);
2001 }
2002
2003 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2004 {
2005         int i;
2006
2007         if (!set) {
2008                 fprintf(out, "null set\n");
2009                 return;
2010         }
2011
2012         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2013         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2014                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2015                         set->flags);
2016         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2017                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2018                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2019                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2020         }
2021 }
2022
2023 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2024 {
2025         int i;
2026
2027         if (!map) {
2028                 fprintf(out, "null map\n");
2029                 return;
2030         }
2031
2032         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2033         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2034                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2035                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2036                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
2037         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2038                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2039                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2040                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2041         }
2042 }
2043
2044 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2045                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2046 {
2047         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2048
2049         if (!bmap || !bset)
2050                 goto error;
2051
2052         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2053                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2054
2055         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2056                 isl_assert(bset->ctx,
2057                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2058
2059         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2060         if (!bmap)
2061                 goto error;
2062         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2063                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2064         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2065         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2066
2067         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2068         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2069 error:
2070         isl_basic_map_free(bmap);
2071         isl_basic_set_free(bset);
2072         return NULL;
2073 }
2074
2075 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2076                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2077 {
2078         struct isl_basic_map *bmap_range;
2079
2080         if (!bmap || !bset)
2081                 goto error;
2082
2083         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2084                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2085
2086         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2087                 isl_assert(bset->ctx,
2088                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2089
2090         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2091                 isl_basic_set_free(bset);
2092                 return bmap;
2093         }
2094
2095         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2096         if (!bmap)
2097                 goto error;
2098         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2099                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2100         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
2101         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2102
2103         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2104         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2105 error:
2106         isl_basic_map_free(bmap);
2107         isl_basic_set_free(bset);
2108         return NULL;
2109 }
2110
2111 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2112 {
2113         int i;
2114         unsigned total;
2115         isl_int s;
2116
2117         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2118         if (total != vec->size)
2119                 return -1;
2120
2121         isl_int_init(s);
2122
2123         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2124                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2125                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2126                         isl_int_clear(s);
2127                         return 0;
2128                 }
2129         }
2130
2131         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2132                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2133                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2134                         isl_int_clear(s);
2135                         return 0;
2136                 }
2137         }
2138
2139         isl_int_clear(s);
2140
2141         return 1;
2142 }
2143
2144 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2145 {
2146         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2147 }
2148
2149 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2150                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2151 {
2152         struct isl_vec *sample = NULL;
2153
2154         if (!bmap1 || !bmap2)
2155                 goto error;
2156
2157         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2158                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2159         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
2160                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2161             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2162                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2163                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2164
2165         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2166                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2167                 isl_assert(bmap1->ctx,
2168                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2169
2170         if (bmap1->sample &&
2171             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2172             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2173                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2174         else if (bmap2->sample &&
2175             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2176             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2177                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2178
2179         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2180         if (!bmap1)
2181                 goto error;
2182         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
2183                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2184         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2185
2186         if (!bmap1)
2187                 isl_vec_free(sample);
2188         else if (sample) {
2189                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2190                 bmap1->sample = sample;
2191         }
2192
2193         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2194         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2195 error:
2196         if (sample)
2197                 isl_vec_free(sample);
2198         isl_basic_map_free(bmap1);
2199         isl_basic_map_free(bmap2);
2200         return NULL;
2201 }
2202
2203 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2204                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2205 {
2206         return (struct isl_basic_set *)
2207                 isl_basic_map_intersect(
2208                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2209                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2210 }
2211
2212 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2213  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2214  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2215  * added to the other map.
2216  */
2217 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2218         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2219 {
2220         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2221         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2222         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2223         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2224
2225         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2226                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2227
2228         isl_assert(map2->ctx,
2229                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2230
2231         map1 = isl_map_cow(map1);
2232         if (!map1)
2233                 goto error;
2234         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2235                 isl_map_free(map2);
2236                 return map1;
2237         }
2238         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2239         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2240                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2241         else
2242                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2243                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2244
2245         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2246         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2247         if (!map1->p[0])
2248                 goto error;
2249
2250         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2251                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2252                 map1->n = 0;
2253         }
2254
2255         isl_map_free(map2);
2256
2257         return map1;
2258 error:
2259         isl_map_free(map1);
2260         isl_map_free(map2);
2261         return NULL;
2262 }
2263
2264 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2265 {
2266         unsigned flags = 0;
2267         struct isl_map *result;
2268         int i, j;
2269
2270         if (!map1 || !map2)
2271                 goto error;
2272
2273         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2274             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2275                 isl_map_free(map2);
2276                 return map1;
2277         }
2278         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2279             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2280                 isl_map_free(map1);
2281                 return map2;
2282         }
2283
2284         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2285             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2286             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2287             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2288              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2289                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2290         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2291                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2292         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2293                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2294             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2295                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2296
2297         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2298                 isl_assert(map1->ctx,
2299                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2300
2301         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2302             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2303                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2304
2305         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2306                                 map1->n * map2->n, flags);
2307         if (!result)
2308                 goto error;
2309         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2310                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2311                         struct isl_basic_map *part;
2312                         part = isl_basic_map_intersect(
2313                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2314                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2315                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2316                                 isl_basic_map_free(part);
2317                         else
2318                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2319                         if (!result)
2320                                 goto error;
2321                 }
2322         isl_map_free(map1);
2323         isl_map_free(map2);
2324         return result;
2325 error:
2326         isl_map_free(map1);
2327         isl_map_free(map2);
2328         return NULL;
2329 }
2330
2331 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2332 {
2333         return (struct isl_set *)
2334                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2335                                   (struct isl_map *)set2);
2336 }
2337
2338 /* The current implementation of isl_map_intersect accepts intersections
2339  * with parameter domains, so we can just call that for now.
2340  */
2341 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2342                 __isl_take isl_set *params)
2343 {
2344         return isl_map_intersect(map, params);
2345 }
2346
2347 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2348                 __isl_take isl_set *params)
2349 {
2350         return isl_map_intersect_params(set, params);
2351 }
2352
2353 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2354 {
2355         struct isl_dim *dim;
2356         struct isl_basic_set *bset;
2357         unsigned in;
2358
2359         if (!bmap)
2360                 return NULL;
2361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2362         if (!bmap)
2363                 return NULL;
2364         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2365         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2366         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2367         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2368         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2369 }
2370
2371 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2372                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2373 {
2374         struct isl_dim *res_dim;
2375         struct isl_basic_map *res;
2376         struct isl_dim_map *dim_map;
2377         unsigned total, off;
2378         enum isl_dim_type t;
2379
2380         if (n == 0)
2381                 return bmap;
2382
2383         if (!bmap)
2384                 return NULL;
2385
2386         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2387
2388         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2389         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2390         off = 0;
2391         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2392                 if (t != type) {
2393                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2394                 } else {
2395                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2396                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2397                                                 0, pos, off);
2398                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2399                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2400                 }
2401                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2402         }
2403         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2404
2405         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2406                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2407         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2408                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2409         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2410         return isl_basic_map_finalize(res);
2411 }
2412
2413 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2414                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2415 {
2416         if (!bmap)
2417                 return NULL;
2418         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2419                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2420 }
2421
2422 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2423                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2424 {
2425         if (!bset)
2426                 return NULL;
2427         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2428         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2429 error:
2430         isl_basic_set_free(bset);
2431         return NULL;
2432 }
2433
2434 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2435                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2436 {
2437         int i;
2438
2439         if (n == 0)
2440                 return map;
2441
2442         map = isl_map_cow(map);
2443         if (!map)
2444                 return NULL;
2445
2446         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2447         if (!map->dim)
2448                 goto error;
2449
2450         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2451                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2452                 if (!map->p[i])
2453                         goto error;
2454         }
2455
2456         return map;
2457 error:
2458         isl_map_free(map);
2459         return NULL;
2460 }
2461
2462 __isl_give isl_set *isl_set_insert(__isl_take isl_set *set,
2463                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2464 {
2465         return (isl_set *)isl_map_insert((isl_map *)set, type, pos, n);
2466 }
2467
2468 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2469                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2470 {
2471         if (!map)
2472                 return NULL;
2473         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2474 }
2475
2476 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2477                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2478 {
2479         if (!set)
2480                 return NULL;
2481         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2482         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2483 error:
2484         isl_set_free(set);
2485         return NULL;
2486 }
2487
2488 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2489         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2490         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2491         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2492 {
2493         struct isl_dim_map *dim_map;
2494         struct isl_basic_map *res;
2495         enum isl_dim_type t;
2496         unsigned total, off;
2497
2498         if (!bmap)
2499                 return NULL;
2500         if (n == 0)
2501                 return bmap;
2502
2503         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2504                 goto error);
2505
2506         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2507                 return bmap;
2508
2509         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2510
2511         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2512             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2513                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2514                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2515                 if (!bmap)
2516                         return NULL;
2517
2518                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2519                                                 src_type, src_pos, n);
2520                 if (!bmap->dim)
2521                         goto error;
2522
2523                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2524
2525                 return bmap;
2526         }
2527
2528         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2529         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2530
2531         off = 0;
2532         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2533                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2534                 if (t == dst_type) {
2535                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2536                                             0, dst_pos, off);
2537                         off += dst_pos;
2538                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2539                                             src_pos, n, off);
2540                         off += n;
2541                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2542                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2543                         off += size - dst_pos;
2544                 } else if (t == src_type) {
2545                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2546                                             0, src_pos, off);
2547                         off += src_pos;
2548                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2549                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2550                         off += size - src_pos - n;
2551                 } else {
2552                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2553                         off += size;
2554                 }
2555         }
2556         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2557
2558         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2559                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2560         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2561
2562         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2563                                         src_type, src_pos, n);
2564         if (!bmap->dim)
2565                 goto error;
2566
2567         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2568         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2569         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2570
2571         return bmap;
2572 error:
2573         isl_basic_map_free(bmap);
2574         return NULL;
2575 }
2576
2577 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2578         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2579         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2580 {
2581         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2582                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2583 }
2584
2585 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2586         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2587         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2588 {
2589         if (!set)
2590                 return NULL;
2591         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2592         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2593                                         src_type, src_pos, n);
2594 error:
2595         isl_set_free(set);
2596         return NULL;
2597 }
2598
2599 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2600         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2601         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2602 {
2603         int i;
2604
2605         if (!map)
2606                 return NULL;
2607         if (n == 0)
2608                 return map;
2609
2610         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2611                 goto error);
2612
2613         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2614                 return map;
2615
2616         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2617
2618         map = isl_map_cow(map);
2619         if (!map)
2620                 return NULL;
2621
2622         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2623         if (!map->dim)
2624                 goto error;
2625
2626         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2627                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2628                                                 dst_type, dst_pos,
2629                                                 src_type, src_pos, n);
2630                 if (!map->p[i])
2631                         goto error;
2632         }
2633
2634         return map;
2635 error:
2636         isl_map_free(map);
2637         return NULL;
2638 }
2639
2640 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2641  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2642  * That's the responsibility of the caller.
2643  */
2644 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2645         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2646 {
2647         struct isl_dim_map *dim_map;
2648         struct isl_basic_map *res;
2649         enum isl_dim_type t;
2650         unsigned total, off;
2651
2652         if (!bmap)
2653                 return NULL;
2654         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2655                 return bmap;
2656
2657         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2658         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2659
2660         off = 0;
2661         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2662                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2663                 if (t == type) {
2664                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2665                                             0, first, off);
2666                         off += first;
2667                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2668                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2669                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2670                                             first + n, size - (first + n), off);
2671                         off += size - (first + n);
2672                 } else {
2673                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2674                         off += size;
2675                 }
2676         }
2677         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2678
2679         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2680                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2681         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2682         return res;
2683 }
2684
2685 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2686  * into existentially quantified variables.
2687  */
2688 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2689                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2690                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2691 {
2692         int i;
2693         size_t row_size;
2694         isl_int **new_div;
2695         isl_int *old;
2696
2697         if (n == 0)
2698                 return bmap;
2699
2700         if (!bmap)
2701                 return NULL;
2702
2703         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2704                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
2705
2706         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2707                         goto error);
2708
2709         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2710         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2711         if (!bmap)
2712                 return NULL;
2713
2714         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2715         old = bmap->block2.data;
2716         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2717                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2718         if (!bmap->block2.data)
2719                 goto error;
2720         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2721         if (!new_div)
2722                 goto error;
2723         for (i = 0; i < n; ++i) {
2724                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2725                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2726                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2727         }
2728         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2729                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2730         free(bmap->div);
2731         bmap->div = new_div;
2732         bmap->n_div += n;
2733         bmap->extra += n;
2734
2735         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2736         if (!bmap->dim)
2737                 goto error;
2738         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2739         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2740         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2741 error:
2742         isl_basic_map_free(bmap);
2743         return NULL;
2744 }
2745
2746 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2747  * into existentially quantified variables.
2748  */
2749 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2750                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2751 {
2752         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2753                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2754 }
2755
2756 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2757  * into existentially quantified variables.
2758  */
2759 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2760                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2761 {
2762         int i;
2763
2764         if (!map)
2765                 return NULL;
2766
2767         if (n == 0)
2768                 return map;
2769
2770         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2771
2772         map = isl_map_cow(map);
2773         if (!map)
2774                 return NULL;
2775
2776         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2777         if (!map->dim)
2778                 goto error;
2779
2780         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2781                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2782                 if (!map->p[i])
2783                         goto error;
2784         }
2785
2786         return map;
2787 error:
2788         isl_map_free(map);
2789         return NULL;
2790 }
2791
2792 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2793  * into existentially quantified variables.
2794  */
2795 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2796                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2797 {
2798         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2799 }
2800
2801 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2802 {
2803         int i, j;
2804
2805         for (i = 0; i < n; ++i) {
2806                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2807                 if (j < 0)
2808                         goto error;
2809                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2810         }
2811         return bmap;
2812 error:
2813         isl_basic_map_free(bmap);
2814         return NULL;
2815 }
2816
2817 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2818                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2819 {
2820         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2821         struct isl_basic_map *bmap;
2822         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2823         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2824
2825         if (!bmap1 || !bmap2)
2826                 goto error;
2827
2828         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2829                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2830
2831         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2832         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2833         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2834         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2835
2836         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2837         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2838         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2839         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2840         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2841         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2842         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2843         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2844         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2845         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2846         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2847
2848         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2849                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2850                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2851                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2852         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2853         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2854         bmap = add_divs(bmap, n);
2855         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2856         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2857         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2858 error:
2859         isl_basic_map_free(bmap1);
2860         isl_basic_map_free(bmap2);
2861         return NULL;
2862 }
2863
2864 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2865                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2866 {
2867         if (!bset || !bmap)
2868                 goto error;
2869
2870         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2871                     goto error);
2872
2873         return (struct isl_basic_set *)
2874                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2875 error:
2876         isl_basic_set_free(bset);
2877         isl_basic_map_free(bmap);
2878         return NULL;
2879 }
2880
2881 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2882                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2883 {
2884         if (!bmap1 || !bmap2)
2885                 goto error;
2886
2887         isl_assert(bmap1->ctx,
2888             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2889         isl_assert(bmap1->ctx,
2890             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2891             goto error);
2892
2893         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2894         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2895         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2896 error:
2897         isl_basic_map_free(bmap1);
2898         isl_basic_map_free(bmap2);
2899         return NULL;
2900 }
2901
2902 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2903  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2904  */
2905 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2906                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2907 {
2908         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2909         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2910         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2911         int i;
2912
2913         if (!bmap1 || !bmap2)
2914                 goto error;
2915
2916         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2917                 goto error);
2918
2919         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2920         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2921         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2922
2923         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2924         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2925         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2926         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2927         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2928         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2929         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2930         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2931         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2932         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2933         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2934
2935         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2936                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2937                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2938                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2939         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2940                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2941                 if (j < 0)
2942                         goto error;
2943                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2944                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2945                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2946                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2947         }
2948         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2949         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2950         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2951
2952         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2953         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2954 error:
2955         isl_basic_map_free(bmap);
2956         isl_basic_map_free(bmap1);
2957         isl_basic_map_free(bmap2);
2958         return NULL;
2959 }
2960
2961 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2962  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2963  */
2964 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2965 {
2966         struct isl_map *result;
2967         int i, j;
2968
2969         if (!map1 || !map2)
2970                 goto error;
2971
2972         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2973
2974         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2975                                 map1->n * map2->n, 0);
2976         if (!result)
2977                 goto error;
2978         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2979                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2980                         struct isl_basic_map *part;
2981                         part = isl_basic_map_sum(
2982                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2983                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2984                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2985                                 isl_basic_map_free(part);
2986                         else
2987                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2988                         if (!result)
2989                                 goto error;
2990                 }
2991         isl_map_free(map1);
2992         isl_map_free(map2);
2993         return result;
2994 error:
2995         isl_map_free(map1);
2996         isl_map_free(map2);
2997         return NULL;
2998 }
2999
3000 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3001         __isl_take isl_set *set2)
3002 {
3003         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3004 }
3005
3006 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3007  */
3008 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3009 {
3010         int i, j;
3011         unsigned off, n;
3012
3013         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3014         if (!bmap)
3015                 return NULL;
3016
3017         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3018         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3019         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3020                 for (j = 0; j < n; ++j)
3021                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3022         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3023                 for (j = 0; j < n; ++j)
3024                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3025         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3026                 for (j = 0; j < n; ++j)
3027                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3028         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3029         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3030 }
3031
3032 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3033 {
3034         return isl_basic_map_neg(bset);
3035 }
3036
3037 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3038  */
3039 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3040 {
3041         int i;
3042
3043         map = isl_map_cow(map);
3044         if (!map)
3045                 return NULL;
3046
3047         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3048                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3049                 if (!map->p[i])
3050                         goto error;
3051         }
3052
3053         return map;
3054 error:
3055         isl_map_free(map);
3056         return NULL;
3057 }
3058
3059 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3060 {
3061         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3062 }
3063
3064 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3065  * A -> floor(f(A)/d).
3066  */
3067 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3068                 isl_int d)
3069 {
3070         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3071         struct isl_basic_map *result = NULL;
3072         struct isl_dim_map *dim_map;
3073         int i;
3074
3075         if (!bmap)
3076                 return NULL;
3077
3078         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3079         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3080         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3081
3082         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3083         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3084         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3085         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3086         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3087         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3088
3089         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
3090                         bmap->n_div + n_out,
3091                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3092         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3093         result = add_divs(result, n_out);
3094         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3095                 int j;
3096                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3097                 if (j < 0)
3098                         goto error;
3099                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3100                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3101                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3102                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3103                 if (j < 0)
3104                         goto error;
3105                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3106                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3107                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3108                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3109         }
3110
3111         result = isl_basic_map_simplify(result);
3112         return isl_basic_map_finalize(result);
3113 error:
3114         isl_basic_map_free(result);
3115         return NULL;
3116 }
3117
3118 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3119  * A -> floor(f(A)/d).
3120  */
3121 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3122 {
3123         int i;
3124
3125         map = isl_map_cow(map);
3126         if (!map)
3127                 return NULL;
3128
3129         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3130         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3131         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3132                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3133                 if (!map->p[i])
3134                         goto error;
3135         }
3136
3137         return map;
3138 error:
3139         isl_map_free(map);
3140         return NULL;
3141 }
3142
3143 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3144 {
3145         int i;
3146         unsigned nparam;
3147         unsigned n_in;
3148
3149         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3150         if (i < 0)
3151                 goto error;
3152         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3153         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3154         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3155         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3156         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3157         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3158 error:
3159         isl_basic_map_free(bmap);
3160         return NULL;
3161 }
3162
3163 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3164  */
3165 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3166 {
3167         int i;
3168         unsigned nparam;
3169         unsigned n_in;
3170
3171         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3172         if (i < 0)
3173                 goto error;
3174         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3175         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3176         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3177         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3178         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3179         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3180         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3181 error:
3182         isl_basic_map_free(bmap);
3183         return NULL;
3184 }
3185
3186 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3187  */
3188 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3189         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3190 {
3191         int i;
3192         unsigned nparam;
3193         unsigned n_in;
3194
3195         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3196         if (i < 0)
3197                 goto error;
3198         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3199         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3200         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3201         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3202         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3203         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3204 error:
3205         isl_basic_map_free(bmap);
3206         return NULL;
3207 }
3208
3209 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3210  */
3211 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3212 {
3213         int i;
3214         unsigned nparam;
3215         unsigned n_in;
3216
3217         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3218         if (i < 0)
3219                 goto error;
3220         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3221         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3222         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3223         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3224         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3225         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3226         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3227 error:
3228         isl_basic_map_free(bmap);
3229         return NULL;
3230 }
3231
3232 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3233  */
3234 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3235         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3236 {
3237         int i;
3238         unsigned nparam;
3239         unsigned n_in;
3240
3241         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3242         if (i < 0)
3243                 goto error;
3244         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3245         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3246         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3247         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3248         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3249         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3250 error:
3251         isl_basic_map_free(bmap);
3252         return NULL;
3253 }
3254
3255 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
3256 {
3257         int i;
3258         struct isl_basic_map *bmap;
3259         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
3260         if (!bmap)
3261                 return NULL;
3262         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3263                 bmap = var_equal(bmap, i);
3264         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3265 }
3266
3267 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3268  */
3269 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3270 {
3271         int i;
3272         struct isl_basic_map *bmap;
3273         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3274         if (!bmap)
3275                 return NULL;
3276         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3277                 bmap = var_equal(bmap, i);
3278         if (bmap)
3279                 bmap = var_less(bmap, pos);
3280         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3281 }
3282
3283 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3284  */
3285 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3286         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3287 {
3288         int i;
3289         isl_basic_map *bmap;
3290
3291         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3292         for (i = 0; i < pos; ++i)
3293                 bmap = var_equal(bmap, i);
3294         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3295         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3296 }
3297
3298 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3299  */
3300 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3301 {
3302         int i;
3303         struct isl_basic_map *bmap;
3304         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3305         if (!bmap)
3306                 return NULL;
3307         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3308                 bmap = var_equal(bmap, i);
3309         if (bmap)
3310                 bmap = var_more(bmap, pos);
3311         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3312 }
3313
3314 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3315  */
3316 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3317         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3318 {
3319         int i;
3320         isl_basic_map *bmap;
3321
3322         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3323         for (i = 0; i < pos; ++i)
3324                 bmap = var_equal(bmap, i);
3325         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3326         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3327 }
3328
3329 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3330         unsigned n, int equal)
3331 {
3332         struct isl_map *map;
3333         int i;
3334
3335         if (n == 0 && equal)
3336                 return isl_map_universe(dims);
3337
3338         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3339
3340         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3341                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3342                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3343         if (n > 0) {
3344                 if (equal)
3345                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3346                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3347                 else
3348                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3349                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3350         } else
3351                 isl_dim_free(dims);
3352
3353         return map;
3354 }
3355
3356 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3357 {
3358         if (!dims)
3359                 return NULL;
3360         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3361 }
3362
3363 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3364 {
3365         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3366 }
3367
3368 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3369 {
3370         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3371 }
3372
3373 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3374 {
3375         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3376 }
3377
3378 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3379 {
3380         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3381 }
3382
3383 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3384         unsigned n, int equal)
3385 {
3386         struct isl_map *map;
3387         int i;
3388
3389         if (n == 0 && equal)
3390                 return isl_map_universe(dims);
3391
3392         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3393
3394         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3395                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3396                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3397         if (n > 0) {
3398                 if (equal)
3399                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3400                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3401                 else
3402                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3403                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3404         } else
3405                 isl_dim_free(dims);
3406
3407         return map;
3408 }
3409
3410 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3411 {
3412         if (!dims)
3413                 return NULL;
3414         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3415 }
3416
3417 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3418 {
3419         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3420 }
3421
3422 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3423 {
3424         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3425 }
3426
3427 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3428 {
3429         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3430 }
3431
3432 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3433 {
3434         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3435 }
3436
3437 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3438         __isl_take isl_set *set2)
3439 {
3440         isl_map *map;
3441         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_dim(set1));
3442         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3443         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3444         return map;
3445 }
3446
3447 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3448         __isl_take isl_set *set2)
3449 {
3450         isl_map *map;
3451         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_dim(set1));
3452         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3453         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3454         return map;
3455 }
3456
3457 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3458         __isl_take isl_set *set2)
3459 {
3460         isl_map *map;
3461         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_dim(set1));
3462         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3463         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3464         return map;
3465 }
3466
3467 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3468         __isl_take isl_set *set2)
3469 {
3470         isl_map *map;
3471         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_dim(set1));
3472         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3473         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3474         return map;
3475 }
3476
3477 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3478         __isl_take isl_map *map2)
3479 {
3480         isl_map *map;
3481         map = isl_map_lex_le(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3482         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3483         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3484         return map;
3485 }
3486
3487 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3488         __isl_take isl_map *map2)
3489 {
3490         isl_map *map;
3491         map = isl_map_lex_lt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3492         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3493         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3494         return map;
3495 }
3496
3497 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3498         __isl_take isl_map *map2)
3499 {
3500         isl_map *map;
3501         map = isl_map_lex_ge(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3502         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3503         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3504         return map;
3505 }
3506
3507 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3508         __isl_take isl_map *map2)
3509 {
3510         isl_map *map;
3511         map = isl_map_lex_gt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3512         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3513         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3514         return map;
3515 }
3516
3517 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3518                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3519 {
3520         struct isl_basic_map *bmap;
3521
3522         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3523         if (!bset || !dim)
3524                 goto error;
3525
3526         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3527         isl_dim_free(bset->dim);
3528         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3529         bmap->dim = dim;
3530         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3531 error:
3532         isl_basic_set_free(bset);
3533         isl_dim_free(dim);
3534         return NULL;
3535 }
3536
3537 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3538 {
3539         if (!bmap)
3540                 goto error;
3541         if (bmap->dim->n_in == 0)
3542                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3543         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3544         if (!bmap)
3545                 goto error;
3546         bmap->dim = isl_dim_as_set_dim(bmap->dim);
3547         if (!bmap->dim)
3548                 goto error;
3549         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3550         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3551 error:
3552         isl_basic_map_free(bmap);
3553         return NULL;
3554 }
3555
3556 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3557  *
3558  *              f - m d >= 0
3559  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3560  *
3561  * Note that the second constraint is the negation of
3562  *
3563  *              f - m d >= n
3564  */
3565 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3566         unsigned pos, isl_int *div)
3567 {
3568         int i, j;
3569         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3570
3571         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3572         if (i < 0)
3573                 return -1;
3574         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3575         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3576
3577         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3578         if (j < 0)
3579                 return -1;
3580         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3581         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3582         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3583         return j;
3584 }
3585
3586 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3587         unsigned pos, isl_int *div)
3588 {
3589         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3590                                                         pos, div);
3591 }
3592
3593 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3594 {
3595         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3596         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3597
3598         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3599                                                         bmap->div[div]);
3600 }
3601
3602 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3603                 struct isl_basic_map *bmap)
3604 {
3605         if (!bmap)
3606                 goto error;
3607         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3608             bmap->n_div == 0 &&
3609             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3610             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3611                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3612         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3613         if (!bmap)
3614                 goto error;
3615         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3616         if (!bmap->dim)
3617                 goto error;
3618         bmap->extra -= bmap->n_div;
3619         bmap->n_div = 0;
3620         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3621         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3622 error:
3623         return NULL;
3624 }
3625
3626 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3627                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3628 {
3629         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3630 }
3631
3632 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3633         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3634 {
3635         struct isl_basic_map *bmap;
3636         struct isl_ctx *ctx;
3637         unsigned total;
3638         int i;
3639
3640         if (!bset || !like)
3641                 goto error;
3642         ctx = bset->ctx;
3643         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3644         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3645         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3646                         goto error);
3647         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3648                 isl_basic_map_free(like);
3649                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3650         }
3651         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3652         if (!bset)
3653                 goto error;
3654         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3655         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3656         isl_dim_free(bmap->dim);
3657         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3658         if (!bmap->dim)
3659                 goto error;
3660         bmap->n_div = like->n_div;
3661         bmap->extra += like->n_div;
3662         if (bmap->extra) {
3663                 unsigned ltotal;
3664                 isl_int **div;
3665                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3666                 if (ltotal > total)
3667                         ltotal = total;
3668                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3669                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3670                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3671                         goto error;
3672                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3673                 if (!div)
3674                         goto error;
3675                 bmap->div = div;
3676                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3677                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3678                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3679                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3680                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3681                 }
3682                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3683                                                         0, 2 * like->n_div);
3684                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3685                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3686                                 continue;
3687                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3688                                 goto error;
3689                 }
3690         }
3691         isl_basic_map_free(like);
3692         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3693         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3694         return bmap;
3695 error:
3696         isl_basic_map_free(like);
3697         isl_basic_set_free(bset);
3698         return NULL;
3699 }
3700
3701 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3702         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3703 {
3704         return (struct isl_basic_set *)
3705                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3706 }
3707
3708 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3709         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3710 {
3711         int i;
3712
3713         if (!set || !like)
3714                 goto error;
3715         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3716                     goto error);
3717         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3718                 isl_basic_set_free(like);
3719                 return set;
3720         }
3721         set = isl_set_cow(set);
3722         if (!set)
3723                 goto error;
3724         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3725                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3726                                                       isl_basic_set_copy(like));
3727                 if (!set->p[i])
3728                         goto error;
3729         }
3730         isl_dim_free(set->dim);
3731         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3732         if (!set->dim)
3733                 goto error;
3734         isl_basic_set_free(like);
3735         return set;
3736 error:
3737         isl_basic_set_free(like);
3738         isl_set_free(set);
3739         return NULL;
3740 }
3741
3742 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3743 {
3744         int i;
3745
3746         map = isl_map_cow(map);
3747         if (!map)
3748                 return NULL;
3749         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3750         if (!map->dim)
3751                 goto error;
3752
3753         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3754                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3755                                 goto error);
3756         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3757                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3758                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3759                 if (!map->p[i])
3760                         goto error;
3761         }
3762         if (map->n == 0)
3763                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3764         else {
3765                 isl_dim_free(map->dim);
3766                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3767         }
3768         if (!map->dim)
3769                 goto error;
3770         return (struct isl_set *)map;
3771 error:
3772         isl_map_free(map);
3773         return NULL;
3774 }
3775
3776 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3777 {
3778         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3779 }
3780
3781 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3782         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3783 {
3784         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3785         if (!bmap || !dim)
3786                 goto error;
3787
3788         isl_dim_free(bmap->dim);
3789         bmap->dim = dim;
3790
3791         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3792
3793         return bmap;
3794 error:
3795         isl_basic_map_free(bmap);
3796         isl_dim_free(dim);
3797         return NULL;
3798 }
3799
3800 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3801         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3802 {
3803         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3804                                                         dim);
3805 }
3806
3807 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3808         __isl_take isl_dim *dim)
3809 {
3810         int i;
3811
3812         map = isl_map_cow(map);
3813         if (!map || !dim)
3814                 goto error;
3815
3816         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3817                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3818                                                     isl_dim_copy(dim));
3819                 if (!map->p[i])
3820                         goto error;
3821         }
3822         isl_dim_free(map->dim);
3823         map->dim = dim;
3824
3825         return map;
3826 error:
3827         isl_map_free(map);
3828         isl_dim_free(dim);
3829         return NULL;
3830 }
3831
3832 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
3833         __isl_take isl_dim *dim)
3834 {
3835         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3836 }
3837
3838 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3839 {
3840         isl_dim *dim;
3841         struct isl_basic_set *domain;
3842         unsigned n_in;
3843         unsigned n_out;
3844
3845         if (!bmap)
3846                 return NULL;
3847         dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
3848
3849         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3850         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3851         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3852         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3853
3854         domain = isl_basic_set_reset_dim(domain, dim);
3855
3856         return domain;
3857 }
3858
3859 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
3860 {
3861         if (!bmap)
3862                 return -1;
3863         return isl_dim_may_be_set(bmap->dim);
3864 }
3865
3866 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3867 {
3868         if (!bmap)
3869                 return NULL;
3870         if (isl_basic_map_may_be_set(bmap))
3871                 return bmap;
3872         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3873 }
3874
3875 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
3876         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3877 {
3878         int i, k;
3879         isl_dim *dim;
3880         isl_basic_map *domain;
3881         int nparam, n_in, n_out;
3882         unsigned total;
3883
3884         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3885         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3886         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3887
3888         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3889         domain = isl_basic_map_universe(dim);
3890
3891         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3892         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
3893         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
3894
3895         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3896
3897         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
3898                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3899                 if (k < 0)
3900                         goto error;
3901                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3902                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
3903                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3904         }
3905
3906         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3907         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3908 error:
3909         isl_basic_map_free(bmap);
3910         return NULL;
3911 }
3912
3913 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
3914         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3915 {
3916         int i, k;
3917         isl_dim *dim;
3918         isl_basic_map *range;
3919         int nparam, n_in, n_out;
3920         unsigned total;
3921
3922         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3923         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3924         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3925
3926         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_range(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3927         range = isl_basic_map_universe(dim);
3928
3929         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3930         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
3931         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
3932
3933         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3934
3935         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3936                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3937                 if (k < 0)
3938                         goto error;
3939                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3940                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
3941                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3942         }
3943
3944         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3945         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3946 error:
3947         isl_basic_map_free(bmap);
3948         return NULL;
3949 }
3950
3951 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
3952 {
3953         if (!map)
3954                 return -1;
3955         return isl_dim_may_be_set(map->dim);
3956 }
3957
3958 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3959 {
3960         int i;
3961         struct isl_set *set;
3962
3963         if (!map)
3964                 goto error;
3965         if (isl_map_may_be_set(map))
3966                 return (isl_set *)map;
3967
3968         map = isl_map_cow(map);
3969         if (!map)
3970                 goto error;
3971
3972         set = (struct isl_set *) map;
3973         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3974         if (!set->dim)
3975                 goto error;
3976         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3977                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3978                 if (!set->p[i])
3979                         goto error;
3980         }
3981         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3982         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3983         return set;
3984 error:
3985         isl_map_free(map);
3986         return NULL;
3987 }
3988
3989 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
3990 {
3991         int i;
3992         isl_dim *domain_dim;
3993
3994         map = isl_map_cow(map);
3995         if (!map)
3996                 return NULL;
3997
3998         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
3999         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4000         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
4001         if (!map->dim)
4002                 goto error;
4003         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4004                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4005                 if (!map->p[i])
4006                         goto error;
4007         }
4008         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4009         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4010         return map;
4011 error:
4012         isl_map_free(map);
4013         return NULL;
4014 }
4015
4016 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4017 {
4018         int i;
4019         isl_dim *range_dim;
4020
4021         map = isl_map_cow(map);
4022         if (!map)
4023                 return NULL;
4024
4025         range_dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(map));
4026         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4027         map->dim = isl_dim_join(map->dim, range_dim);
4028         if (!map->dim)
4029                 goto error;
4030         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4031                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4032                 if (!map->p[i])
4033                         goto error;
4034         }
4035         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4036         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4037         return map;
4038 error:
4039         isl_map_free(map);
4040         return NULL;
4041 }
4042
4043 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
4044 {
4045         int i;
4046         struct isl_map *map = NULL;
4047
4048         set = isl_set_cow(set);
4049         if (!set || !dim)
4050                 goto error;
4051         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
4052         map = (struct isl_map *)set;
4053         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4054                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4055                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
4056                 if (!map->p[i])
4057                         goto error;
4058         }
4059         isl_dim_free(map->dim);
4060         map->dim = dim;
4061         return map;
4062 error:
4063         isl_dim_free(dim);
4064         isl_set_free(set);
4065         return NULL;
4066 }
4067
4068 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4069         __isl_take isl_basic_set *bset)
4070 {
4071         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4072 }
4073
4074 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4075         __isl_take isl_basic_set *bset)
4076 {
4077         return (isl_basic_map *)bset;
4078 }
4079
4080 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4081 {
4082         return (struct isl_map *)set;
4083 }
4084
4085 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4086 {
4087         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4088 }
4089
4090 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4091         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4092 {
4093         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_from_domain(domain),
4094                                          isl_basic_map_from_range(range));
4095 }
4096
4097 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4098         __isl_take isl_set *range)
4099 {
4100         return isl_map_apply_range(isl_map_from_domain(domain),
4101                                    isl_map_from_range(range));
4102 }
4103
4104 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4105 {
4106         int i;
4107         struct isl_set *set = NULL;
4108
4109         if (!map)
4110                 return NULL;
4111         map = isl_map_cow(map);
4112         if (!map)
4113                 return NULL;
4114         map->dim = isl_dim_as_set_dim(map->dim);
4115         if (!map->dim)
4116                 goto error;
4117         set = (struct isl_set *)map;
4118         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4119                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4120                 if (!set->p[i])
4121                         goto error;
4122         }
4123         return set;
4124 error:
4125         isl_map_free(map);
4126         return NULL;
4127 }
4128
4129 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
4130 {
4131         struct isl_map *map;
4132
4133         if (!dim)
4134                 return NULL;
4135         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4136         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4137                         sizeof(struct isl_map) +
4138                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4139         if (!map)
4140                 goto error;
4141
4142         map->ctx = dim->ctx;
4143         isl_ctx_ref(map->ctx);
4144         map->ref = 1;
4145         map->size = n;
4146         map->n = 0;
4147         map->dim = dim;
4148         map->flags = flags;
4149         return map;
4150 error:
4151         isl_dim_free(dim);
4152         return NULL;
4153 }
4154
4155 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4156                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4157                 unsigned flags)
4158 {
4159         struct isl_map *map;
4160         struct isl_dim *dims;
4161
4162         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
4163         if (!dims)
4164                 return NULL;
4165
4166         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
4167         return map;
4168 }
4169
4170 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
4171 {
4172         struct isl_basic_map *bmap;
4173         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4174         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4175         return bmap;
4176 }
4177
4178 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
4179 {
4180         struct isl_basic_set *bset;
4181         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4182         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4183         return bset;
4184 }
4185
4186 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4187 {
4188         struct isl_basic_map *bmap;
4189         if (!model)
4190                 return NULL;
4191         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4192         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4193         return bmap;
4194 }
4195
4196 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4197 {
4198         struct isl_basic_map *bmap;
4199         if (!model)
4200                 return NULL;
4201         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4202         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4203         return bmap;
4204 }
4205
4206 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4207 {
4208         struct isl_basic_set *bset;
4209         if (!model)
4210                 return NULL;
4211         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4212         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4213         return bset;
4214 }
4215
4216 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
4217 {
4218         struct isl_basic_map *bmap;
4219         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4220         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4221         return bmap;
4222 }
4223
4224 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
4225 {
4226         struct isl_basic_set *bset;
4227         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4228         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4229         return bset;
4230 }
4231
4232 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4233 {
4234         int i;
4235         unsigned total = isl_dim_total(dim);
4236         isl_basic_map *bmap;
4237
4238         bmap= isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, total);
4239         for (i = 0; i < total; ++i) {
4240                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4241                 if (k < 0)
4242                         goto error;
4243                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4244                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4245         }
4246         return bmap;
4247 error:
4248         isl_basic_map_free(bmap);
4249         return NULL;
4250 }
4251
4252 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4253 {
4254         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4255 }
4256
4257 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4258 {
4259         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4260 }
4261
4262 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4263 {
4264         return isl_map_nat_universe(dim);
4265 }
4266
4267 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4268                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4269 {
4270         if (!model)
4271                 return NULL;
4272         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4273 }
4274
4275 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4276 {
4277         if (!model)
4278                 return NULL;
4279         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4280 }
4281
4282 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4283         __isl_keep isl_set *model)
4284 {
4285         if (!model)
4286                 return NULL;
4287         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4288 }
4289
4290 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
4291 {
4292         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4293 }
4294
4295 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4296 {
4297         if (!model)
4298                 return NULL;
4299         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4300 }
4301
4302 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4303 {
4304         if (!model)
4305                 return NULL;
4306         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4307 }
4308
4309 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
4310 {
4311         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4312 }
4313
4314 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4315 {
4316         if (!model)
4317                 return NULL;
4318         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
4319 }
4320
4321 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
4322 {
4323         struct isl_map *map;
4324         if (!dim)
4325                 return NULL;
4326         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4327         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4328         return map;
4329 }
4330
4331 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
4332 {
4333         struct isl_set *set;
4334         if (!dim)
4335                 return NULL;
4336         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4337         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4338         return set;
4339 }
4340
4341 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4342 {
4343         if (!model)
4344                 return NULL;
4345         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
4346 }
4347
4348 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4349 {
4350         int i;
4351         struct isl_map *dup;
4352
4353         if (!map)
4354                 return NULL;
4355         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4356         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4357                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4358         return dup;
4359 }
4360
4361 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4362                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4363 {
4364         if (!bmap || !map)
4365                 goto error;
4366         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4367                 isl_basic_map_free(bmap);
4368                 return map;
4369         }
4370         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4371         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4372         map->p[map->n] = bmap;
4373         map->n++;
4374         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4375         return map;
4376 error:
4377         if (map)
4378                 isl_map_free(map);
4379         if (bmap)
4380                 isl_basic_map_free(bmap);
4381         return NULL;
4382 }
4383
4384 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4385 {
4386         int i;
4387
4388         if (!map)
4389                 return;
4390
4391         if (--map->ref > 0)
4392                 return;
4393
4394         isl_ctx_deref(map->ctx);
4395         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4396                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4397         isl_dim_free(map->dim);
4398         free(map);
4399 }
4400
4401 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4402                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4403 {
4404         int i;
4405
4406         base = isl_map_cow(base);
4407         if (!base)
4408                 return NULL;
4409
4410         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4411         if (!base->dim)
4412                 goto error;
4413         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4414                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
4415                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4416                 if (!base->p[i])
4417                         goto error;
4418         }
4419         return base;
4420 error:
4421         isl_map_free(base);
4422         return NULL;
4423 }
4424
4425 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4426                 unsigned nparam, unsigned dim)
4427 {
4428         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4429                                                         nparam, 0, dim);
4430 }
4431
4432 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4433         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4434 {
4435         int j;
4436
4437         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4438         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4439         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4440         if (j < 0)
4441                 goto error;
4442         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4443         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4444         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4445         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4446         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4447 error:
4448         isl_basic_map_free(bmap);
4449         return NULL;
4450 }
4451
4452 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4453         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4454 {
4455         int j;
4456
4457         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4458         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4459         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4460         if (j < 0)
4461                 goto error;
4462         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4463         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4464         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4465         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4466         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4467 error:
4468         isl_basic_map_free(bmap);
4469         return NULL;
4470 }
4471
4472 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4473                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4474 {
4475         if (!bmap)
4476                 return NULL;
4477         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4478         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4479                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4480 error:
4481         isl_basic_map_free(bmap);
4482         return NULL;
4483 }
4484
4485 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4486                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4487 {
4488         if (!bmap)
4489                 return NULL;
4490         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4491         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4492                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4493 error:
4494         isl_basic_map_free(bmap);
4495         return NULL;
4496 }
4497
4498 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4499                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4500 {
4501         return (struct isl_basic_set *)
4502                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4503                                         type, pos, value);
4504 }
4505
4506 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4507                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4508 {
4509         return (struct isl_basic_set *)
4510                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4511                                         type, pos, value);
4512 }
4513
4514 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4515                 unsigned input, int value)
4516 {
4517         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4518 }
4519
4520 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4521                 unsigned dim, int value)
4522 {
4523         return (struct isl_basic_set *)
4524                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4525                                         isl_dim_set, dim, value);
4526 }
4527
4528 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4529                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4530 {
4531         int i;
4532
4533         map = isl_map_cow(map);
4534         if (!map)
4535                 return NULL;
4536
4537         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4538         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4539                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4540                 if (!map->p[i])
4541                         goto error;
4542         }
4543         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4544         return map;
4545 error:
4546         isl_map_free(map);
4547         return NULL;
4548 }
4549
4550 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4551                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4552 {
4553         return (struct isl_set *)
4554                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4555 }
4556
4557 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4558                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4559 {
4560         int i;
4561
4562         map = isl_map_cow(map);
4563         if (!map)
4564                 return NULL;
4565
4566         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4567         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4568                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4569                 if (!map->p[i])
4570                         goto error;
4571         }
4572         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4573         return map;
4574 error:
4575         isl_map_free(map);
4576         return NULL;
4577 }
4578
4579 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4580                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4581 {
4582         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4583 }
4584
4585 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4586                 unsigned input, int value)
4587 {
4588         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4589 }
4590
4591 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4592 {
4593         return (struct isl_set *)
4594                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4595 }
4596
4597 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4598                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4599                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4600 {
4601         int j;
4602
4603         if (!bmap)
4604                 return NULL;
4605         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4606         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4607         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4608         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4609         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4610         if (j < 0)
4611                 goto error;
4612         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4613         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4614         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4615         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4616         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4617 error:
4618         isl_basic_map_free(bmap);
4619         return NULL;
4620 }
4621
4622 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4623         unsigned dim, isl_int value)
4624 {
4625         int j;
4626
4627         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4628         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4629         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4630         if (j < 0)
4631                 goto error;
4632         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4633         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4634         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4635         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4636         return isl_basic_set_finalize(bset);
4637 error:
4638         isl_basic_set_free(bset);
4639         return NULL;
4640 }
4641
4642 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4643                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4644 {
4645         int i;
4646
4647         map = isl_map_cow(map);
4648         if (!map)
4649                 return NULL;
4650
4651         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4652         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4653                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4654                                                          type, pos, value);
4655                 if (!map->p[i])
4656                         goto error;
4657         }
4658         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4659         return map;
4660 error:
4661         isl_map_free(map);
4662         return NULL;
4663 }
4664
4665 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4666                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4667 {
4668         return (struct isl_set *)
4669                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4670 }
4671
4672 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4673                                         isl_int value)
4674 {
4675         int i;
4676
4677         set = isl_set_cow(set);
4678         if (!set)
4679                 return NULL;
4680
4681         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4682         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4683                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4684                 if (!set->p[i])
4685                         goto error;
4686         }
4687         return set;
4688 error:
4689         isl_set_free(set);
4690         return NULL;
4691 }
4692
4693 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4694 {
4695         int i;
4696
4697         map = isl_map_cow(map);
4698         if (!map)
4699                 return NULL;
4700
4701         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4702         if (!map->dim)
4703                 goto error;
4704         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4705                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4706                 if (!map->p[i])
4707                         goto error;
4708         }
4709         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4710         return map;
4711 error:
4712         isl_map_free(map);
4713         return NULL;
4714 }
4715
4716 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4717                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4718                 struct isl_set **empty, int max)
4719 {
4720         if (!bmap)
4721                 goto error;
4722         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4723                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4724         else
4725                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4726 error:
4727         isl_basic_map_free(bmap);
4728         isl_basic_set_free(dom);
4729         if (empty)
4730                 *empty = NULL;
4731         return NULL;
4732 }
4733
4734 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4735                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4736                 struct isl_set **empty)
4737 {
4738         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4739 }
4740
4741 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4742                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4743                 struct isl_set **empty)
4744 {
4745         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4746 }
4747
4748 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4749                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4750                 struct isl_set **empty)
4751 {
4752         return (struct isl_set *)
4753                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4754                         dom, empty);
4755 }
4756
4757 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4758                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4759                 struct isl_set **empty)
4760 {
4761         return (struct isl_set *)
4762                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4763                         dom, empty);
4764 }
4765
4766 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
4767  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4768  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4769  *
4770  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4771  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4772  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4773  * domain down into the parametric integer programming.
4774  */
4775 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4776                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4777                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4778 {
4779         int i;
4780         struct isl_map *res;
4781
4782         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4783         if (!dom)
4784                 goto error;
4785
4786         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
4787                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4788                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4789                 isl_set_free(dom);
4790                 isl_basic_map_free(bmap);
4791                 return res;
4792         }
4793
4794         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4795                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4796
4797         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4798                 struct isl_map *res_i;
4799                 struct isl_set *empty_i;
4800
4801                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4802                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4803
4804                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4805                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4806         }
4807
4808         isl_set_free(dom);
4809         isl_basic_map_free(bmap);
4810         return res;
4811 error:
4812         *empty = NULL;
4813         isl_set_free(dom);
4814         isl_basic_map_free(bmap);
4815         return NULL;
4816 }
4817
4818 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
4819  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4820  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4821  *
4822  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4823  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4824  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4825  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4826  * improve both "res" and "todo".
4827  *
4828  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4829  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4830  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
4831  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
4832  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
4833  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
4834  * In particular, the set where there is no solution is the set where
4835  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
4836  * for the ith basic map, i.e.,
4837  *
4838  *      todo^i = todo^k * todo_i
4839  *
4840  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
4841  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
4842  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
4843  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
4844  * the lexicographic order.)
4845  * In practice, we compute
4846  *
4847  *      res^k * (res_i . "<=")
4848  *
4849  * and
4850  *
4851  *      res_i * (res^k . "<")
4852  *
4853  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
4854  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
4855  * that one, i.e.,
4856  *
4857  *      res^k * todo_i
4858  * and
4859  *      res_i * todo^k
4860  *
4861  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
4862  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
4863  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
4864  * We want to avoid such splintering as much as possible.
4865  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
4866  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
4867  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
4868  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
4869  * the previous basic maps.
4870  */
4871 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4872                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4873                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4874 {
4875         int i;
4876         struct isl_map *res;
4877         struct isl_set *todo;
4878
4879         if (!map || !dom)
4880                 goto error;
4881
4882         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
4883                 if (empty)
4884                         *empty = dom;
4885                 else
4886                         isl_set_free(dom);
4887                 return map;
4888         }
4889
4890         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4891                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4892
4893         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4894                 isl_map *lt, *le;
4895                 isl_map *res_i;
4896                 isl_set *todo_i;
4897                 isl_dim *dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(res));
4898
4899                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4900                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
4901
4902                 if (max) {
4903                         lt = isl_map_lex_lt(isl_dim_copy(dim));
4904                         le = isl_map_lex_le(dim);
4905                 } else {
4906                         lt = isl_map_lex_gt(isl_dim_copy(dim));
4907                         le = isl_map_lex_ge(dim);
4908                 }
4909                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4910                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
4911                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
4912                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
4913
4914                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
4915                         res = isl_map_intersect_domain(res,
4916                                                         isl_set_copy(todo_i));
4917                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
4918                                                         isl_set_copy(todo));
4919                 }
4920
4921                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4922                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
4923                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
4924
4925                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
4926         }
4927
4928         isl_set_free(dom);
4929         isl_map_free(map);
4930
4931         if (empty)
4932                 *empty = todo;
4933         else
4934                 isl_set_free(todo);
4935
4936         return res;
4937 error:
4938         if (empty)
4939                 *empty = NULL;
4940         isl_set_free(dom);
4941         isl_map_free(map);
4942         return NULL;
4943 }
4944
4945 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4946                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4947                 __isl_give isl_set **empty)
4948 {
4949         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4950 }
4951
4952 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4953                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4954                 __isl_give isl_set **empty)
4955 {
4956         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4957 }
4958
4959 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4960                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4961                 __isl_give isl_set **empty)
4962 {
4963         return (struct isl_set *)
4964                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4965                         dom, empty);
4966 }
4967
4968 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4969                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4970                 __isl_give isl_set **empty)
4971 {
4972         return (struct isl_set *)
4973                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4974                         dom, empty);
4975 }
4976
4977 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4978 {
4979         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4980         struct isl_dim *dom_dim;
4981
4982         if (!bmap)
4983                 goto error;
4984         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4985         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4986         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4987 error:
4988         isl_basic_map_free(bmap);
4989         return NULL;
4990 }
4991
4992 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4993 {
4994         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4995 }
4996
4997 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4998 {
4999         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5000 }
5001
5002 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5003 {
5004         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5005 }
5006
5007 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5008 {
5009         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5010 }
5011
5012 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5013 {
5014         struct isl_set *dom = NULL;
5015         struct isl_dim *dom_dim;
5016
5017         if (!map)
5018                 goto error;
5019         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
5020         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5021         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5022 error:
5023         isl_map_free(map);
5024         return NULL;
5025 }
5026
5027 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5028 {
5029         return isl_map_lexopt(map, 0);
5030 }
5031
5032 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5033 {
5034         return isl_map_lexopt(map, 1);
5035 }
5036
5037 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5038 {
5039         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5040 }
5041
5042 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5043 {
5044         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5045 }
5046
5047 /* Construct a map that equates the two given dimensions in the given space.
5048  */
5049 static __isl_give isl_map *equate(__isl_take isl_dim *dim,
5050         enum isl_dim_type src_type, int src_pos,
5051         enum isl_dim_type dst_type, int dst_pos)
5052 {
5053         isl_basic_map *bmap;
5054         int k;
5055
5056         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
5057         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5058         if (k < 0)
5059                 goto error;
5060         isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5061         src_pos += isl_basic_map_offset(bmap, src_type);
5062         dst_pos += isl_basic_map_offset(bmap, dst_type);
5063         isl_int_set_si(bmap->eq[k][src_pos], 1);
5064         isl_int_set_si(bmap->eq[k][dst_pos], -1);
5065
5066         return isl_map_from_basic_map(bmap);
5067 error:
5068         isl_basic_map_free(bmap);
5069         return NULL;
5070 }
5071
5072 /* Extract the first and only affine expression from list
5073  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5074  * This domain is known to be disjoint from other domains
5075  * because of the way isl_basic_set_foreach_lexmax works.
5076  */
5077 static int update_dim_max(__isl_take isl_basic_set *dom,
5078         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5079 {
5080         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5081         isl_aff *aff;
5082         isl_pw_aff **pwaff = user;
5083         isl_pw_aff *pwaff_i;
5084
5085         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5086                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5087                         "expecting single element list", goto error);
5088
5089         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5090         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5091
5092         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5093
5094         isl_aff_list_free(list);
5095
5096         return 0;
5097 error:
5098         isl_basic_set_free(dom);
5099         isl_aff_list_free(list);
5100         return -1;
5101 }
5102
5103 /* Given a one-dimensional basic set, compute the maximum of that
5104  * dimension as an isl_pw_aff.
5105  *
5106  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_set_foreach_lexmax
5107  * call update_dim_max on each leaf of the result.
5108  */
5109 static __isl_give isl_pw_aff *basic_set_dim_max(__isl_keep isl_basic_set *bset)
5110 {
5111         isl_dim *dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
5112         isl_pw_aff *pwaff;
5113         int r;
5114
5115         dim = isl_dim_domain(isl_dim_from_range(dim));
5116         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5117
5118         r = isl_basic_set_foreach_lexmax(bset, &update_dim_max, &pwaff);
5119         if (r < 0)
5120                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5121
5122         return pwaff;
5123 }
5124
5125 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
5126  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5127  *
5128  * We first project the set onto the given dimension and then compute
5129  * the "lexicographic" maximum in each basic set, combining the results
5130  * using isl_pw_aff_max.
5131  */
5132 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
5133 {
5134         int i;
5135         isl_map *map;
5136         isl_pw_aff *pwaff;
5137
5138         map = isl_map_from_domain(set);
5139         map = isl_map_add_dims(map, isl_dim_out, 1);
5140         map = isl_map_intersect(map,
5141                 equate(isl_map_get_dim(map), isl_dim_in, pos,
5142                                              isl_dim_out, 0));
5143         set = isl_map_range(map);
5144         if (!set)
5145                 return NULL;
5146
5147         if (set->n == 0) {
5148                 isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5149                 dim = isl_dim_domain(isl_dim_from_range(dim));
5150                 isl_set_free(set);
5151                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5152         }
5153
5154         pwaff = basic_set_dim_max(set->p[0]);
5155         for (i = 1; i < set->n; ++i) {
5156                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5157
5158                 pwaff_i = basic_set_dim_max(set->p[i]);
5159                 pwaff = isl_pw_aff_max(pwaff, pwaff_i);
5160         }
5161
5162         isl_set_free(set);
5163
5164         return pwaff;
5165 }
5166
5167 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5168  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5169  */
5170 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5171         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5172 {
5173         unsigned nparam;
5174
5175         if (!bset || !mat)
5176                 goto error;
5177
5178         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
5179         if (!bset->dim)
5180                 goto error;
5181
5182         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5183
5184         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5185
5186         bset->dim->nparam = 0;
5187         bset->dim->n_out = nparam;
5188         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5189         if (bset) {
5190                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5191                 bset->dim->n_out = 0;
5192         }
5193         return bset;
5194 error:
5195         isl_mat_free(mat);
5196         isl_basic_set_free(bset);
5197         return NULL;
5198 }
5199
5200 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5201  * set is assumed to have only parameters and divs.
5202  */
5203 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5204         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5205 {
5206         struct isl_dim *dim = NULL;
5207         unsigned nparam;
5208
5209         if (!set || !mat)
5210                 goto error;
5211
5212         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5213         dim = isl_dim_cow(dim);
5214         if (!dim)
5215                 goto error;
5216
5217         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5218
5219         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5220
5221         dim->nparam = 0;
5222         dim->n_out = nparam;
5223         isl_set_reset_dim(set, dim);
5224         set = isl_set_preimage(set, mat);
5225         if (!set)
5226                 goto error2;
5227         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5228         dim = isl_dim_cow(dim);
5229         if (!dim)
5230                 goto error2;
5231         dim->nparam = dim->n_out;
5232         dim->n_out = 0;
5233         isl_set_reset_dim(set, dim);
5234         return set;
5235 error:
5236         isl_dim_free(dim);
5237         isl_mat_free(mat);
5238 error2:
5239         isl_set_free(set);
5240         return NULL;
5241 }
5242
5243 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5244  * equalities in "eq".
5245  */
5246 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5247         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5248 {
5249         int i, k;
5250         unsigned len;
5251
5252         if (!bset || !eq)
5253                 goto error;
5254
5255         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
5256                                         eq->n_row, 0);
5257         if (!bset)
5258                 goto error;
5259
5260         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
5261         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5262                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5263                 if (k < 0)
5264                         goto error;
5265                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5266                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5267         }
5268         isl_mat_free(eq);
5269
5270         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5271         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5272
5273         return bset;
5274 error:
5275         isl_mat_free(eq);
5276         isl_basic_set_free(bset);
5277         return NULL;
5278 }
5279
5280 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5281  * equalities in "eq".
5282  */
5283 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5284         struct isl_mat *eq)
5285 {
5286         int i;
5287
5288         if (!set || !eq)
5289                 goto error;
5290
5291         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5292                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5293                                         isl_mat_copy(eq));
5294                 if (!set->p[i])
5295                         goto error;
5296         }
5297         isl_mat_free(eq);
5298         return set;
5299 error:
5300         isl_mat_free(eq);
5301         isl_set_free(set);
5302         return NULL;
5303 }
5304
5305 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5306  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5307  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5308  * The output has the same parameters, but only
5309  * explicit existentially quantified variables.
5310  *
5311  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5312  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5313  * among the parameters by performing a variable compression on
5314  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5315  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5316  */
5317 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5318 {
5319         int i, j;
5320         struct isl_mat *eq;
5321         struct isl_mat *T, *T2;
5322         struct isl_set *set;
5323         unsigned nparam, n_div;
5324
5325         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5326         if (!bset)
5327                 return NULL;
5328
5329         if (bset->n_eq == 0)
5330                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5331
5332         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5333
5334         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5335         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5336
5337         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5338                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5339                         ++i;
5340         }
5341         if (i == bset->n_eq)
5342                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5343
5344         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5345                 0, 1 + nparam);
5346         eq = isl_mat_cow(eq);
5347         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5348         if (T && T->n_col == 0) {
5349                 isl_mat_free(T);
5350                 isl_mat_free(T2);
5351                 isl_mat_free(eq);
5352                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5353                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5354         }
5355         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5356
5357         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5358         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5359         set = set_append_equalities(set, eq);
5360         return set;
5361 }
5362
5363 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5364  * quantified variables.
5365  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5366  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5367  * no input or output dimensions and the dimension specification
5368  * is reset to that of the input.
5369  */
5370 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5371 {
5372         struct isl_basic_set *bset;
5373         struct isl_set *set;
5374         struct isl_map *map;
5375         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
5376         unsigned         nparam;
5377         unsigned         n_in;
5378         unsigned         n_out;
5379
5380         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5381         if (!bmap)
5382                 return NULL;
5383
5384         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5385         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5386         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5387         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5388         if (!dim)
5389                 goto error;
5390
5391         orig_dim = bmap->dim;
5392         bmap->dim = dim;
5393         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5394
5395         set = parameter_compute_divs(bset);
5396         map = (struct isl_map *)set;
5397         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
5398
5399         return map;
5400 error:
5401         isl_basic_map_free(bmap);
5402         return NULL;
5403 }
5404
5405 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5406 {
5407         int i;
5408         unsigned off;
5409
5410         if (!bmap)
5411                 return -1;
5412
5413         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5414         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5415                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5416                         return 0;
5417                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5418                                 return -1);
5419         }
5420         return 1;
5421 }
5422
5423 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5424 {
5425         int i;
5426
5427         if (!map)
5428                 return -1;
5429
5430         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5431                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
5432                 if (known <= 0)
5433                         return known;
5434         }
5435
5436         return 1;
5437 }
5438
5439 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5440  * expressions for them.  However, this computation may be
5441  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5442  * strictly needed.
5443  */
5444 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5445 {
5446         int known;
5447         struct isl_map *map;
5448
5449         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5450         if (known < 0)
5451                 goto error;
5452         if (known)
5453                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5454
5455         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5456
5457         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5458         if (known < 0)
5459                 goto error;
5460         if (known)
5461                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5462
5463         map = compute_divs(bmap);
5464         return map;
5465 error:
5466         isl_basic_map_free(bmap);
5467         return NULL;
5468 }
5469
5470 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5471 {
5472         int i;
5473         int known;
5474         struct isl_map *res;
5475
5476         if (!map)
5477                 return NULL;
5478         if (map->n == 0)
5479                 return map;
5480
5481         known = map_divs_known(map);
5482         if (known < 0) {
5483                 isl_map_free(map);
5484                 return NULL;
5485         }
5486         if (known)
5487                 return map;
5488
5489         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5490         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5491                 struct isl_map *r2;
5492                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5493                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5494                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5495                 else
5496                         res = isl_map_union(res, r2);
5497         }
5498         isl_map_free(map);
5499
5500         return res;
5501 }
5502
5503 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5504 {
5505         return (struct isl_set *)
5506                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5507 }
5508
5509 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5510 {
5511         return (struct isl_set *)
5512                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5513 }
5514
5515 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5516 {
5517         int i;
5518         struct isl_set *set;
5519
5520         if (!map)
5521                 goto error;
5522
5523         map = isl_map_cow(map);
5524         if (!map)
5525                 return NULL;
5526
5527         set = (struct isl_set *)map;
5528         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
5529         if (!set->dim)
5530                 goto error;
5531         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5532                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5533                 if (!set->p[i])
5534                         goto error;
5535         }
5536         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5537         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5538         return set;
5539 error:
5540         isl_map_free(map);
5541         return NULL;
5542 }
5543
5544 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
5545                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5546 {
5547         int i;
5548         unsigned flags = 0;
5549         struct isl_map *map = NULL;
5550
5551         if (!map1 || !map2)
5552                 goto error;
5553
5554         if (map1->n == 0) {
5555                 isl_map_free(map1);
5556                 return map2;
5557         }
5558         if (map2->n == 0) {
5559                 isl_map_free(map2);
5560                 return map1;
5561         }
5562
5563         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
5564
5565         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5566             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5567                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5568
5569         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
5570                                 map1->n + map2->n, flags);
5571         if (!map)
5572                 goto error;
5573         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
5574                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5575                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
5576                 if (!map)
5577                         goto error;
5578         }
5579         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
5580                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5581                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
5582                 if (!map)
5583                         goto error;
5584         }
5585         isl_map_free(map1);
5586         isl_map_free(map2);
5587         return map;
5588 error:
5589         isl_map_free(map);
5590         isl_map_free(map1);
5591         isl_map_free(map2);
5592         return NULL;
5593 }
5594
5595 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5596 {
5597         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
5598         if (!map1)
5599                 return NULL;
5600         if (map1->n > 1)
5601                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
5602         return map1;
5603 }
5604
5605 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
5606                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5607 {
5608         return (struct isl_set *)
5609                 isl_map_union_disjoint(
5610                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5611 }
5612
5613 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5614 {
5615         return (struct isl_set *)
5616                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5617 }
5618
5619 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
5620                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5621 {
5622         unsigned flags = 0;
5623         struct isl_map *result;
5624         int i, j;
5625
5626         if (!map || !set)
5627                 goto error;
5628
5629         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
5630                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5631                         "parameters don't match", goto error);
5632
5633         if (isl_dim_size(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
5634             !isl_map_compatible_range(map, set))
5635                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5636                         "incompatible spaces", goto error);
5637
5638         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
5639                 isl_set_free(set);
5640                 return map;
5641         }
5642
5643         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5644             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
5645                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5646
5647         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
5648                                         map->n * set->n, flags);
5649         if (!result)
5650                 goto error;
5651         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5652                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
5653                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5654                             isl_basic_map_intersect_range(
5655                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5656                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
5657                         if (!result)
5658                                 goto error;
5659                 }
5660         isl_map_free(map);
5661         isl_set_free(set);
5662         return result;
5663 error:
5664         isl_map_free(map);
5665         isl_set_free(set);
5666         return NULL;
5667 }
5668
5669 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
5670                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5671 {
5672         return isl_map_reverse(
5673                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
5674 }
5675
5676 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
5677                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5678 {
5679         if (!map1 || !map2)
5680                 goto error;
5681         map1 = isl_map_reverse(map1);
5682         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
5683         return isl_map_reverse(map1);
5684 error:
5685         isl_map_free(map1);
5686         isl_map_free(map2);
5687         return NULL;
5688 }
5689
5690 struct isl_map *isl_map_apply_range(
5691                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5692 {
5693         struct isl_dim *dim_result;
5694         struct isl_map *result;
5695         int i, j;
5696
5697         if (!map1 || !map2)
5698                 goto error;
5699
5700         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
5701                                   isl_dim_copy(map2->dim));
5702
5703         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
5704         if (!result)
5705                 goto error;
5706         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5707                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5708                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5709                             isl_basic_map_apply_range(
5710                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5711                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
5712                         if (!result)
5713                                 goto error;
5714                 }
5715         isl_map_free(map1);
5716         isl_map_free(map2);
5717         if (result && result->n <= 1)
5718                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
5719         return result;
5720 error:
5721         isl_map_free(map1);
5722         isl_map_free(map2);
5723         return NULL;
5724 }
5725
5726 /*
5727  * returns range - domain
5728  */
5729 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
5730 {
5731         isl_dim *dims, *target_dim;
5732         struct isl_basic_set *bset;
5733         unsigned dim;
5734         unsigned nparam;
5735         int i;
5736
5737         if (!bmap)
5738                 goto error;
5739         isl_assert(bmap->ctx, isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
5740                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
5741                    goto error);
5742         target_dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
5743         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
5744         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
5745         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
5746         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5747         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
5748         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
5749         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
5750         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
5751         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5752                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
5753                                             (struct isl_basic_map *)bset);
5754                 if (j < 0)
5755                         goto error;
5756                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5757                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
5758                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
5759                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
5760         }
5761         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
5762         bset = isl_basic_set_reset_dim(bset, target_dim);
5763         return bset;
5764 error:
5765         isl_basic_map_free(bmap);
5766         return NULL;
5767 }
5768
5769 /*
5770  * returns range - domain
5771  */
5772 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
5773 {
5774         int i;
5775         isl_dim *dim;
5776         struct isl_set *result;
5777
5778         if (!map)
5779                 return NULL;
5780
5781         isl_assert(map->ctx, isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
5782                                                  map->dim, isl_dim_out),
5783                    goto error);
5784         dim = isl_map_get_dim(map);
5785         dim = isl_dim_domain(dim);
5786         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, 0);
5787         if (!result)
5788                 goto error;
5789         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5790                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5791                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5792         isl_map_free(map);
5793         return result;
5794 error:
5795         isl_map_free(map);
5796         return NULL;
5797 }
5798
5799 /*
5800  * returns [domain -> range] -> range - domain
5801  */
5802 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
5803         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5804 {
5805         int i, k;
5806         isl_dim *dim;
5807         isl_basic_map *domain;
5808         int nparam, n;
5809         unsigned total;
5810
5811         if (!isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
5812                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5813                         "domain and range don't match", goto error);
5814
5815         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5816         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5817
5818         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
5819         domain = isl_basic_map_universe(dim);
5820
5821         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
5822         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
5823         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
5824
5825         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5826
5827         for (i = 0; i < n; ++i) {
5828                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5829                 if (k < 0)
5830                         goto error;
5831                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
5832                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
5833                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
5834                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
5835         }
5836
5837         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
5838         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5839 error:
5840         isl_basic_map_free(bmap);
5841         return NULL;
5842 }
5843
5844 /*
5845  * returns [domain -> range] -> range - domain
5846  */
5847 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
5848 {
5849         int i;
5850         isl_dim *domain_dim;
5851
5852         if (!map)
5853                 return NULL;
5854
5855         if (!isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
5856                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5857                         "domain and range don't match", goto error);
5858
5859         map = isl_map_cow(map);
5860         if (!map)
5861                 return NULL;
5862
5863         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
5864         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
5865         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
5866         if (!map->dim)
5867                 goto error;
5868         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5869                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
5870                 if (!map->p[i])
5871                         goto error;
5872         }
5873         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5874         return map;
5875 error:
5876         isl_map_free(map);
5877         return NULL;
5878 }
5879
5880 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
5881 {
5882         struct isl_basic_map *bmap;
5883         unsigned nparam;
5884         unsigned dim;
5885         int i;
5886
5887         if (!dims)
5888                 return NULL;
5889
5890         nparam = dims->nparam;
5891         dim = dims->n_out;
5892         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
5893         if (!bmap)
5894                 goto error;
5895
5896         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5897                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5898                 if (j < 0)
5899                         goto error;
5900                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5901                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5902                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5903         }
5904         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5905 error:
5906         isl_basic_map_free(bmap);
5907         return NULL;
5908 }
5909
5910 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5911 {
5912         if (!dim)
5913                 return NULL;
5914         if (dim->n_in != dim->n_out)
5915                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
5916                         "number of input and output dimensions needs to be "
5917                         "the same", goto error);
5918         return basic_map_identity(dim);
5919 error:
5920         isl_dim_free(dim);
5921         return NULL;
5922 }
5923
5924 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5925 {
5926         if (!model || !model->dim)
5927                 return NULL;
5928         return isl_basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5929 }
5930
5931 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5932 {
5933         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
5934 }
5935
5936 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5937 {
5938         if (!model || !model->dim)
5939                 return NULL;
5940         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5941 }
5942
5943 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5944 {
5945         if (!model || !model->dim)
5946                 return NULL;
5947         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5948 }
5949
5950 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
5951 {
5952         isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5953         isl_map *id;
5954         id = isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
5955         return isl_map_intersect_range(id, set);
5956 }
5957
5958 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5959  * values.
5960  */
5961 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5962 {
5963         int i;
5964         unsigned nparam;
5965         unsigned dim;
5966         struct isl_basic_set *bset;
5967
5968         if (!dims)
5969                 return NULL;
5970         nparam = dims->nparam;
5971         dim = dims->n_out;
5972         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5973         if (!bset)
5974                 return NULL;
5975         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5976                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5977                 if (k < 0)
5978                         goto error;
5979                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5980                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5981         }
5982         return bset;
5983 error:
5984         isl_basic_set_free(bset);
5985         return NULL;
5986 }
5987
5988 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
5989  */
5990 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim,
5991         int pos)
5992 {
5993         int k;
5994         isl_basic_set *nonneg;
5995
5996         nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5997         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5998         if (k < 0)
5999                 goto error;
6000         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6001         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6002
6003         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6004 error:
6005         isl_basic_set_free(nonneg);
6006         return NULL;
6007 }
6008
6009 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6010  */
6011 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim, int pos)
6012 {
6013         int k;
6014         isl_basic_set *neg;
6015
6016         neg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
6017         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6018         if (k < 0)
6019                 goto error;
6020         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6021         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6022         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6023
6024         return isl_basic_set_finalize(neg);
6025 error:
6026         isl_basic_set_free(neg);
6027         return NULL;
6028 }
6029
6030 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6031         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6032 {
6033         int i;
6034         isl_basic_set *nonneg;
6035         isl_basic_set *neg;
6036
6037         if (!set)
6038                 return NULL;
6039         if (n == 0)
6040                 return set;
6041
6042         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6043
6044         for (i = 0; i < n; ++i) {
6045                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6046                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6047                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6048                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6049
6050                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6051         }
6052
6053         return set;
6054 error:
6055         isl_set_free(set);
6056         return NULL;
6057 }
6058
6059 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6060         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6061         void *user)
6062 {
6063         isl_set *half;
6064
6065         if (!set)
6066                 return -1;
6067         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6068                 isl_set_free(set);
6069                 return 0;
6070         }
6071         if (first == len)
6072                 return fn(set, signs, user);
6073
6074         signs[first] = 1;
6075         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6076                                                         1 + first));
6077         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6078         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6079                 goto error;
6080
6081         signs[first] = -1;
6082         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
6083                                                         1 + first));
6084         half = isl_set_intersect(half, set);
6085         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6086 error:
6087         isl_set_free(set);
6088         return -1;
6089 }
6090
6091 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6092  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6093  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6094  * to the sign of the corresponding variable.
6095  */
6096 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6097         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6098         void *user)
6099 {
6100         unsigned nparam;
6101         unsigned nvar;
6102         int *signs;
6103         int r;
6104
6105         if (!set)
6106                 return -1;
6107         if (isl_set_plain_is_empty(set))
6108                 return 0;
6109
6110         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6111         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
6112
6113         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
6114
6115         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
6116                             fn, user);
6117
6118         free(signs);
6119
6120         return r;
6121 }
6122
6123 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6124 {
6125         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6126 }
6127
6128 int isl_basic_map_is_subset(
6129                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6130 {
6131         int is_subset;
6132         struct isl_map *map1;
6133         struct isl_map *map2;
6134
6135         if (!bmap1 || !bmap2)
6136                 return -1;
6137
6138         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6139         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6140
6141         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6142
6143         isl_map_free(map1);
6144         isl_map_free(map2);
6145
6146         return is_subset;
6147 }
6148
6149 int isl_basic_map_is_equal(
6150                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6151 {
6152         int is_subset;
6153
6154         if (!bmap1 || !bmap2)
6155                 return -1;
6156         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6157         if (is_subset != 1)
6158                 return is_subset;
6159         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6160         return is_subset;
6161 }
6162
6163 int isl_basic_set_is_equal(
6164                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6165 {
6166         return isl_basic_map_is_equal(
6167                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6168 }
6169
6170 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6171 {
6172         int i;
6173         int is_empty;
6174
6175         if (!map)
6176                 return -1;
6177         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6178                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6179                 if (is_empty < 0)
6180                         return -1;
6181                 if (!is_empty)
6182                         return 0;
6183         }
6184         return 1;
6185 }
6186
6187 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6188 {
6189         return map ? map->n == 0 : -1;
6190 }
6191
6192 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6193 {
6194         return isl_map_plain_is_empty(map);
6195 }
6196
6197 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6198 {
6199         return set ? set->n == 0 : -1;
6200 }
6201
6202 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6203 {
6204         return isl_set_plain_is_empty(set);
6205 }
6206
6207 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6208 {
6209         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6210 }
6211
6212 int isl_map_has_equal_dim(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6213 {
6214         if (!map1 || !map2)
6215                 return -1;
6216
6217         return isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim);
6218 }
6219
6220 int isl_set_has_equal_dim(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6221 {
6222         if (!set1 || !set2)
6223                 return -1;
6224
6225         return isl_dim_equal(set1->dim, set2->dim);
6226 }
6227
6228 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6229 {
6230         int is_subset;
6231
6232         if (!map1 || !map2)
6233                 return -1;
6234         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6235         if (is_subset != 1)
6236                 return is_subset;
6237         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6238         return is_subset;
6239 }
6240
6241 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6242                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6243 {
6244         int is_subset;
6245
6246         if (!bmap1 || !bmap2)
6247                 return -1;
6248         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6249         if (is_subset != 1)
6250                 return is_subset;
6251         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6252         if (is_subset == -1)
6253                 return is_subset;
6254         return !is_subset;
6255 }
6256
6257 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6258 {
6259         int is_subset;
6260
6261         if (!map1 || !map2)
6262                 return -1;
6263         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6264         if (is_subset != 1)
6265                 return is_subset;
6266         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6267         if (is_subset == -1)
6268                 return is_subset;
6269         return !is_subset;
6270 }
6271
6272 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6273 {
6274         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6275 }
6276
6277 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6278 {
6279         if (!bmap)
6280                 return -1;
6281         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6282 }
6283
6284 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6285 {
6286         if (!bset)
6287                 return -1;
6288         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6289 }
6290
6291 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6292 {
6293         int i;
6294
6295         if (!map)
6296                 return -1;
6297
6298         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6299                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6300                 if (r < 0 || r)
6301                         return r;
6302         }
6303
6304         return 0;
6305 }
6306
6307 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6308 {
6309         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6310 }
6311
6312 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6313 {
6314         return isl_set_plain_is_universe(set);
6315 }
6316
6317 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6318 {
6319         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6320         struct isl_vec *sample = NULL;
6321         int empty;
6322         unsigned total;
6323
6324         if (!bmap)
6325                 return -1;
6326
6327         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6328                 return 1;
6329
6330         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6331                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6332                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6333                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6334                 isl_basic_map_free(copy);
6335                 return empty;
6336         }
6337
6338         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6339         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6340                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6341                 if (contains < 0)
6342                         return -1;
6343                 if (contains)
6344                         return 0;
6345         }
6346         isl_vec_free(bmap->sample);
6347         bmap->sample = NULL;
6348         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6349         if (!bset)
6350                 return -1;
6351         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6352         if (!sample)
6353                 return -1;
6354         empty = sample->size == 0;
6355         isl_vec_free(bmap->sample);
6356         bmap->sample = sample;
6357         if (empty)
6358                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6359
6360         return empty;
6361 }
6362
6363 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6364 {
6365         if (!bmap)
6366                 return -1;
6367         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6368 }
6369
6370 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6371 {
6372         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6373 }
6374
6375 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6376 {
6377         if (!bset)
6378                 return -1;
6379         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6380 }
6381
6382 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6383 {
6384         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6385 }
6386
6387 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6388 {
6389         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6390 }
6391
6392 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6393         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6394 {
6395         struct isl_map *map;
6396         if (!bmap1 || !bmap2)
6397                 return NULL;
6398
6399         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6400
6401         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6402         if (!map)
6403                 goto error;
6404         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6405         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6406         return map;
6407 error:
6408         isl_basic_map_free(bmap1);
6409         isl_basic_map_free(bmap2);
6410         return NULL;
6411 }
6412
6413 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6414                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6415 {
6416         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6417                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6418                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6419 }
6420
6421 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6422 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6423 {
6424         int i;
6425         unsigned off;
6426
6427         if (!bmap)
6428                 return NULL;
6429
6430         off = isl_dim_total(bmap->dim);
6431
6432         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6433                 int pos;
6434                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6435                         continue;
6436                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6437                                                             bmap->n_div-i);
6438                 if (pos == -1)
6439                         continue;
6440                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6441                 --i;
6442         }
6443         return bmap;
6444 }
6445
6446 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6447 {
6448         return (struct isl_basic_set *)
6449                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6450 }
6451
6452 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6453 {
6454         int i;
6455
6456         if (!map)
6457                 return 0;
6458
6459         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6460                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6461                 if (!map->p[i])
6462                         goto error;
6463         }
6464
6465         return map;
6466 error:
6467         isl_map_free(map);
6468         return NULL;
6469 }
6470
6471 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
6472  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
6473  * list of divs is given by "div".
6474  */
6475 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
6476         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
6477 {
6478         int i, j;
6479         int n_div;
6480
6481         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6482         if (!bset || !div)
6483                 goto error;
6484
6485         if (div->n_row < bset->n_div)
6486                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
6487                         "not an expansion", goto error);
6488
6489         bset = isl_basic_map_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim),
6490                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
6491                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
6492
6493         n_div = bset->n_div;
6494         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
6495                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
6496                         goto error;
6497
6498         j = n_div - 1;
6499         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
6500                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
6501                         if (i != j)
6502                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
6503                         j--;
6504                 } else {
6505                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
6506                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
6507                                 goto error;
6508                 }
6509         }
6510
6511         isl_mat_free(div);
6512         return bset;
6513 error:
6514         isl_basic_set_free(bset);
6515         isl_mat_free(div);
6516         return NULL;
6517 }
6518
6519 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
6520  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
6521  *
6522  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
6523  * of the corresponding div in dst otherwise.
6524  */
6525 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
6526                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
6527 {
6528         int i;
6529
6530         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6531
6532         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
6533         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
6534                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
6535                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
6536                                                 dst->n_div - div) == -1)
6537                         return i;
6538         return -1;
6539 }
6540
6541 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
6542                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
6543 {
6544         int i;
6545         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6546
6547         if (!dst || !src)
6548                 goto error;
6549
6550         if (src->n_div == 0)
6551                 return dst;
6552
6553         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
6554                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
6555
6556         src = isl_basic_map_order_divs(src);
6557         dst = isl_basic_map_cow(dst);
6558         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
6559                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
6560         if (!dst)
6561                 return NULL;
6562         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
6563                 int j = find_div(dst, src, i);
6564                 if (j < 0) {
6565                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
6566                         if (j < 0)
6567                                 goto error;
6568                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
6569                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
6570                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
6571                                 goto error;
6572                 }
6573                 if (j != i)
6574                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
6575         }
6576         return dst;
6577 error:
6578         isl_basic_map_free(dst);
6579         return NULL;
6580 }
6581
6582 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
6583                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
6584 {
6585         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
6586                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
6587 }
6588
6589 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
6590 {
6591         int i;
6592
6593         if (!map)
6594                 return NULL;
6595         if (map->n == 0)
6596                 return map;
6597         map = isl_map_compute_divs(map);
6598         map = isl_map_cow(map);
6599         if (!map)
6600                 return NULL;
6601
6602         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6603                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
6604         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6605                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
6606
6607         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6608         return map;
6609 }
6610
6611 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
6612 {
6613         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
6614 }
6615
6616 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
6617 {
6618         if (!set || !map)
6619                 goto error;
6620         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
6621         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
6622         set = isl_map_range(map);
6623         return set;
6624 error:
6625         isl_set_free(set);
6626         isl_map_free(map);
6627         return NULL;
6628 }
6629
6630 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
6631  * the meaning of the set.
6632  */
6633 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
6634 {
6635         int i;
6636
6637         if (!map)
6638                 return NULL;
6639
6640         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6641                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6642                         continue;
6643                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6644                 if (i != map->n-1) {
6645                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6646                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6647                 }
6648                 map->n--;
6649         }
6650
6651         return map;
6652 }
6653
6654 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
6655 {
6656         return (struct isl_set *)
6657                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
6658 }
6659
6660 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
6661 {
6662         struct isl_basic_map *bmap;
6663         if (!map || map->n == 0)
6664                 return NULL;
6665         bmap = map->p[map->n-1];
6666         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
6667         return isl_basic_map_copy(bmap);
6668 }
6669
6670 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
6671 {
6672         return (struct isl_basic_set *)
6673                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
6674 }
6675
6676 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
6677                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
6678 {
6679         int i;
6680
6681         if (!map || !bmap)
6682                 goto error;
6683         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6684                 if (map->p[i] != bmap)
6685                         continue;
6686                 map = isl_map_cow(map);
6687                 if (!map)
6688                         goto error;
6689                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6690                 if (i != map->n-1) {
6691                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
6692                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6693                 }
6694                 map->n--;
6695                 return map;
6696         }
6697         return map;
6698 error:
6699         isl_map_free(map);
6700         return NULL;
6701 }
6702
6703 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
6704                                                 struct isl_basic_set *bset)
6705 {
6706         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
6707                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6708 }
6709
6710 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
6711  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
6712  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
6713  */
6714 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
6715         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
6716         int pos, isl_int *opt)
6717 {
6718         struct isl_dim *dims;
6719         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
6720         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
6721         struct isl_ctx *ctx;
6722         struct isl_vec *obj;
6723         unsigned total;
6724         unsigned nparam;
6725         unsigned dim1, dim2;
6726         enum isl_lp_result res;
6727
6728         if (!bset1 || !bset2)
6729                 return isl_lp_error;
6730
6731         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
6732         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
6733         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
6734         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
6735         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
6736         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
6737         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
6738         if (!bmap1 || !bmap2)
6739                 goto error;
6740         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
6741         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
6742                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
6743                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
6744         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
6745         if (!bmap1)
6746                 goto error;
6747         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6748         ctx = bmap1->ctx;
6749         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
6750         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
6751         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
6752         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
6753         if (!obj)
6754                 goto error;
6755         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
6756                                         opt, NULL, NULL);
6757         isl_basic_map_free(bmap1);
6758         isl_vec_free(obj);
6759         return res;
6760 error:
6761         isl_basic_map_free(bmap1);
6762         isl_basic_map_free(bmap2);
6763         return isl_lp_error;
6764 }
6765
6766 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
6767  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6768  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
6769  * smaller or larger than those in bset2.
6770  *
6771  * Returns
6772  *       1 if bset1 follows bset2
6773  *      -1 if bset1 precedes bset2
6774  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
6775  *      -2 if some error occurred.
6776  */
6777 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
6778         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
6779 {
6780         isl_int opt;
6781         enum isl_lp_result res;
6782         int cmp;
6783
6784         isl_int_init(opt);
6785
6786         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6787
6788         if (res == isl_lp_empty)
6789                 cmp = 0;
6790         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6791                   res == isl_lp_unbounded)
6792                 cmp = 1;
6793         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6794                 cmp = -1;
6795         else
6796                 cmp = -2;
6797
6798         isl_int_clear(opt);
6799         return cmp;
6800 }
6801
6802 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
6803  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6804  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
6805  * than a value of the same dimension in bset2.
6806  *
6807  * Return
6808  *       1 if there exists such a pair
6809  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6810  *      -1 otherwise
6811  *      -2 if some error occurred.
6812  */
6813 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6814         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
6815 {
6816         isl_int opt;
6817         enum isl_lp_result res;
6818         int cmp;
6819
6820         isl_int_init(opt);
6821
6822         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6823
6824         if (res == isl_lp_empty)
6825                 cmp = -1;
6826         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6827                   res == isl_lp_unbounded)
6828                 cmp = 1;
6829         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6830                 cmp = -1;
6831         else if (res == isl_lp_ok)
6832                 cmp = 0;
6833         else
6834                 cmp = -2;
6835
6836         isl_int_clear(opt);
6837         return cmp;
6838 }
6839
6840 /* Given two sets set1 and set2, check whether
6841  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6842  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
6843  * than a value of the same dimension in set2.
6844  *
6845  * Return
6846  *       1 if there exists such a pair
6847  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6848  *      -1 otherwise
6849  *      -2 if some error occurred.
6850  */
6851 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
6852         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
6853 {
6854         int i, j;
6855         int follows = -1;
6856
6857         if (!set1 || !set2)
6858                 return -2;
6859
6860         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
6861                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
6862                         int f;
6863                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
6864                         if (f == 1 || f == -2)
6865                                 return f;
6866                         if (f > follows)
6867                                 follows = f;
6868                 }
6869
6870         return follows;
6871 }
6872
6873 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6874         unsigned pos, isl_int *val)
6875 {
6876         int i;
6877         int d;
6878         unsigned total;
6879
6880         if (!bmap)
6881                 return -1;
6882         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6883         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
6884                 for (; d+1 > pos; --d)
6885                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
6886                                 break;
6887                 if (d != pos)
6888                         continue;
6889                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
6890                         return 0;
6891                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
6892                         return 0;
6893                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
6894                         return 0;
6895                 if (val)
6896                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
6897                 return 1;
6898         }
6899         return 0;
6900 }
6901
6902 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
6903         unsigned pos, isl_int *val)
6904 {
6905         int i;
6906         isl_int v;
6907         isl_int tmp;
6908         int fixed;
6909
6910         if (!map)
6911                 return -1;
6912         if (map->n == 0)
6913                 return 0;
6914         if (map->n == 1)
6915                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
6916         isl_int_init(v);
6917         isl_int_init(tmp);
6918         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
6919         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
6920                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
6921                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6922                         fixed = 0;
6923         }
6924         if (val)
6925                 isl_int_set(*val, v);
6926         isl_int_clear(tmp);
6927         isl_int_clear(v);
6928         return fixed;
6929 }
6930
6931 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6932         unsigned pos, isl_int *val)
6933 {
6934         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
6935                                                 pos, val);
6936 }
6937
6938 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
6939         isl_int *val)
6940 {
6941         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
6942 }
6943
6944 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6945         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6946 {
6947         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
6948                 return -1;
6949         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
6950                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
6951 }
6952
6953 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6954         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6955 {
6956         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
6957                 return -1;
6958         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
6959                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
6960 }
6961
6962 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6963         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6964 {
6965         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
6966 }
6967
6968 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6969  * then return this fixed value in *val.
6970  */
6971 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6972         unsigned dim, isl_int *val)
6973 {
6974         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
6975                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
6976 }
6977
6978 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6979  * then return this fixed value in *val.
6980  */
6981 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6982         unsigned dim, isl_int *val)
6983 {
6984         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
6985 }
6986
6987 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6988         unsigned dim, isl_int *val)
6989 {
6990         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
6991 }
6992
6993 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
6994  * then return this fixed value in *val.
6995  */
6996 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6997         unsigned in, isl_int *val)
6998 {
6999         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7000 }
7001
7002 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7003  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7004  */
7005 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7006         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7007 {
7008         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7009         isl_int *c;
7010         unsigned total;
7011         unsigned nparam;
7012
7013         if (!bset)
7014                 return -1;
7015         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7016         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7017         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7018                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7019                         continue;
7020                 if (i_eq != -1)
7021                         return 0;
7022                 i_eq = i;
7023         }
7024         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7025                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7026                         continue;
7027                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7028                         return 0;
7029                 i_ineq = i;
7030         }
7031         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7032                 return 0;
7033         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7034         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7035         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7036                 return 0;
7037         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7038                 return 0;
7039         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7040                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7041                 return 0;
7042         if (val)
7043                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7044         return 1;
7045 }
7046
7047 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7048         unsigned dim, isl_int *val)
7049 {
7050         int i;
7051         isl_int v;
7052         isl_int tmp;
7053         int fixed;
7054
7055         if (!set)
7056                 return -1;
7057         if (set->n == 0)
7058                 return 0;
7059         if (set->n == 1)
7060                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7061                                                                 dim, val);
7062         isl_int_init(v);
7063         isl_int_init(tmp);
7064         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7065                                                                 dim, &v);
7066         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7067                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7068                                                                 dim, &tmp);
7069                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7070                         fixed = 0;
7071         }
7072         if (val)
7073                 isl_int_set(*val, v);
7074         isl_int_clear(tmp);
7075         isl_int_clear(v);
7076         return fixed;
7077 }
7078
7079 struct constraint {
7080         unsigned        size;
7081         isl_int         *c;
7082 };
7083
7084 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
7085  * variables sorting first.
7086  */
7087 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
7088 {
7089         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
7090         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
7091         int l1, l2;
7092         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
7093
7094         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
7095         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
7096
7097         if (l1 != l2)
7098                 return l1 - l2;
7099
7100         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
7101 }
7102
7103 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
7104         struct isl_basic_map *bmap)
7105 {
7106         int i;
7107         struct constraint *c;
7108         unsigned total;
7109
7110         if (!bmap)
7111                 return NULL;
7112         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7113         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
7114         if (!c)
7115                 goto error;
7116         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7117                 c[i].size = total;
7118                 c[i].c = bmap->ineq[i];
7119         }
7120         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7121         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7122                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7123         free(c);
7124         return bmap;
7125 error:
7126         isl_basic_map_free(bmap);
7127         return NULL;
7128 }
7129
7130 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7131         __isl_take isl_basic_set *bset)
7132 {
7133         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7134                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7135 }
7136
7137 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7138 {
7139         if (!bmap)
7140                 return NULL;
7141         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7142                 return bmap;
7143         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7144         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7145         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7146         return bmap;
7147 }
7148
7149 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7150 {
7151         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7152                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7153 }
7154
7155 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7156         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7157 {
7158         int i, cmp;
7159         unsigned total;
7160
7161         if (bmap1 == bmap2)
7162                 return 0;
7163         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7164             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7165                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7166         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7167                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7168         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7169                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7170         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7171                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7172         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7173             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7174                 return 0;
7175         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7176                 return 1;
7177         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7178                 return -1;
7179         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7180                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7181         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7182                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7183         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7184                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7185         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7186         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7187                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7188                 if (cmp)
7189                         return cmp;
7190         }
7191         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7192                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7193                 if (cmp)
7194                         return cmp;
7195         }
7196         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7197                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7198                 if (cmp)
7199                         return cmp;
7200         }
7201         return 0;
7202 }
7203
7204 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7205         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7206 {
7207         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7208 }
7209
7210 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7211         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7212 {
7213         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7214                                             (isl_basic_map *)bset2);
7215 }
7216
7217 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7218 {
7219         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7220         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7221
7222         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7223 }
7224
7225 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7226  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7227  * meaning of any possible other copies of map.
7228  */
7229 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7230 {
7231         int i, j;
7232         struct isl_basic_map *bmap;
7233
7234         if (!map)
7235                 return NULL;
7236         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7237                 return map;
7238         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7239                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7240                 if (!bmap)
7241                         goto error;
7242                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7243                 map->p[i] = bmap;
7244         }
7245         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7246         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7247         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7248         if (!map)
7249                 return NULL;
7250         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7251                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7252                         continue;
7253                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7254                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7255                         map->p[j-1] = map->p[j];
7256                 map->n--;
7257         }
7258         return map;
7259 error:
7260         isl_map_free(map);
7261         return NULL;
7262
7263 }
7264
7265 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7266 {
7267         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7268 }
7269
7270 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7271 {
7272         int i;
7273         int equal;
7274
7275         if (!map1 || !map2)
7276                 return -1;
7277
7278         if (map1 == map2)
7279                 return 1;
7280         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
7281                 return 0;
7282
7283         map1 = isl_map_copy(map1);
7284         map2 = isl_map_copy(map2);
7285         map1 = isl_map_normalize(map1);
7286         map2 = isl_map_normalize(map2);
7287         if (!map1 || !map2)
7288                 goto error;
7289         equal = map1->n == map2->n;
7290         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7291                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7292                 if (equal < 0)
7293                         goto error;
7294         }
7295         isl_map_free(map1);
7296         isl_map_free(map2);
7297         return equal;
7298 error:
7299         isl_map_free(map1);
7300         isl_map_free(map2);
7301         return -1;
7302 }
7303
7304 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7305 {
7306         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7307 }
7308
7309 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7310 {
7311         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7312                                                 (struct isl_map *)set2);
7313 }
7314
7315 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7316 {
7317         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7318 }
7319
7320 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7321  */
7322 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7323         isl_int min, isl_int max)
7324 {
7325         int k;
7326         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7327
7328         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7329         if (!bset)
7330                 goto error;
7331
7332         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7333         if (k < 0)
7334                 goto error;
7335         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7336         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7337
7338         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7339         if (k < 0)
7340                 goto error;
7341         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7342         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7343
7344         return bset;
7345 error:
7346         isl_basic_set_free(bset);
7347         return NULL;
7348 }
7349
7350 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7351  */
7352 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7353         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7354 {
7355         int i;
7356         unsigned dim;
7357         unsigned nparam;
7358         unsigned extra;
7359         unsigned n_eq;
7360         unsigned n_ineq;
7361         struct isl_basic_set *product = NULL;
7362
7363         if (!list)
7364                 goto error;
7365         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7366         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7367         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7368         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7369         extra = list->p[0]->n_div;
7370         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7371         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7372         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7373                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7374                 isl_assert(list->ctx,
7375                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7376                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7377                 extra += list->p[i]->n_div;
7378                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7379                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7380         }
7381         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7382                                         n_eq, n_ineq);
7383         if (!product)
7384                 goto error;
7385         dim = 0;
7386         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7387                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7388                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7389                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7390         }
7391         isl_basic_set_list_free(list);
7392         return product;
7393 error:
7394         isl_basic_set_free(product);
7395         isl_basic_set_list_free(list);
7396         return NULL;
7397 }
7398
7399 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7400                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7401 {
7402         struct isl_dim *dim_result = NULL;
7403         struct isl_basic_map *bmap;
7404         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7405         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7406
7407         if (!bmap1 || !bmap2)
7408                 goto error;
7409
7410         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7411                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7412         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7413                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
7414
7415         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7416         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7417         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7418         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7419         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7420
7421         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7422         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7423         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7424         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7425         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7426         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7427         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7428         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7429         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7430         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7431         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7432
7433         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7434                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7435                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7436                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7437         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7438         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7439         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7440         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7441 error:
7442         isl_basic_map_free(bmap1);
7443         isl_basic_map_free(bmap2);
7444         return NULL;
7445 }
7446
7447 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7448         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7449 {
7450         isl_basic_map *prod;
7451
7452         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7453         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7454         return prod;
7455 }
7456
7457 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7458         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7459 {
7460         return isl_basic_map_flat_product(bset1, bset2);
7461 }
7462
7463 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
7464         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7465 {
7466         isl_dim *dim_result = NULL;
7467         isl_basic_map *bmap;
7468         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
7469         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7470
7471         if (!bmap1 || !bmap2)
7472                 goto error;
7473
7474         dim_result = isl_dim_range_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7475                                            isl_dim_copy(bmap2->dim));
7476
7477         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7478         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7479         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7480         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7481
7482         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7483         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7484         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7485         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7486         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7487         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7488         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
7489         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
7490         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7491         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7492         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7493
7494         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7495                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7496                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7497                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7498         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7499         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7500         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7501         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7502 error:
7503         isl_basic_map_free(bmap1);
7504         isl_basic_map_free(bmap2);
7505         return NULL;
7506 }
7507
7508 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
7509         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7510 {
7511         isl_basic_map *prod;
7512
7513         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
7514         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
7515         return prod;
7516 }
7517
7518 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
7519         __isl_take isl_map *map2,
7520         __isl_give isl_dim *(*dim_product)(__isl_take isl_dim *left,
7521                                            __isl_take isl_dim *right),
7522         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
7523                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
7524 {
7525         unsigned flags = 0;
7526         struct isl_map *result;
7527         int i, j;
7528
7529         if (!map1 || !map2)
7530                 goto error;
7531
7532         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
7533                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
7534
7535         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7536             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
7537                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7538
7539         result = isl_map_alloc_dim(dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
7540                                                isl_dim_copy(map2->dim)),
7541                                 map1->n * map2->n, flags);
7542         if (!result)
7543                 goto error;
7544         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7545                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7546                         struct isl_basic_map *part;
7547                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7548                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
7549                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
7550                                 isl_basic_map_free(part);
7551                         else
7552                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
7553                         if (!result)
7554                                 goto error;
7555                 }
7556         isl_map_free(map1);
7557         isl_map_free(map2);
7558         return result;
7559 error:
7560         isl_map_free(map1);
7561         isl_map_free(map2);
7562         return NULL;
7563 }
7564
7565 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
7566  */
7567 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7568 {
7569         return map_product(map1, map2, &isl_dim_product, &isl_basic_map_product);
7570 }
7571
7572 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
7573  */
7574 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
7575         __isl_take isl_map *map2)
7576 {
7577         isl_map *prod;
7578
7579         prod = isl_map_product(map1, map2);
7580         prod = isl_map_flatten(prod);
7581         return prod;
7582 }
7583
7584 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
7585  */
7586 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7587 {
7588         return isl_map_range_product(set1, set2);
7589 }
7590
7591 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
7592         __isl_take isl_set *set2)
7593 {
7594         return (isl_set *)isl_map_flat_product((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7595 }
7596
7597 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
7598  */
7599 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7600         __isl_take isl_map *map2)
7601 {
7602         return map_product(map1, map2, &isl_dim_range_product,
7603                                 &isl_basic_map_range_product);
7604 }
7605
7606 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
7607  */
7608 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7609         __isl_take isl_map *map2)
7610 {
7611         isl_map *prod;
7612
7613         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
7614         prod = isl_map_flatten_range(prod);
7615         return prod;
7616 }
7617
7618 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7619 {
7620         int i;
7621         uint32_t hash = isl_hash_init();
7622         unsigned total;
7623
7624         if (!bmap)
7625                 return 0;
7626         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
7627         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
7628         if (!bmap)
7629                 return 0;
7630         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7631         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
7632         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
7633                 uint32_t c_hash;
7634                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
7635                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7636         }
7637         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
7638         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7639                 uint32_t c_hash;
7640                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
7641                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7642         }
7643         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
7644         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7645                 uint32_t c_hash;
7646                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7647                         continue;
7648                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
7649                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
7650                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7651         }
7652         isl_basic_map_free(bmap);
7653         return hash;
7654 }
7655
7656 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7657 {
7658         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
7659 }
7660
7661 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
7662 {
7663         int i;
7664         uint32_t hash;
7665
7666         if (!map)
7667                 return 0;
7668         map = isl_map_copy(map);
7669         map = isl_map_normalize(map);
7670         if (!map)
7671                 return 0;
7672
7673         hash = isl_hash_init();
7674         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7675                 uint32_t bmap_hash;
7676                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
7677                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
7678         }
7679
7680         isl_map_free(map);
7681
7682         return hash;
7683 }
7684
7685 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
7686 {
7687         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
7688 }
7689
7690 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7691  * by the values of the other parameters and variables.
7692  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
7693  */
7694 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
7695 {
7696         int i;
7697         unsigned nparam;
7698
7699         if (!bset)
7700                 return -1;
7701         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7702         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
7703                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
7704                         return 1;
7705         return 0;
7706 }
7707
7708 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7709  * by the values of the other parameters and variables.
7710  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
7711  * for each of the subsets.
7712  */
7713 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
7714 {
7715         int i;
7716
7717         if (!set)
7718                 return -1;
7719         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7720                 int unique;
7721                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
7722                 if (unique != 1)
7723                         return unique;
7724         }
7725         return 1;
7726 }
7727
7728 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
7729 {
7730         return set ? set->n : 0;
7731 }
7732
7733 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
7734         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
7735 {
7736         int i;
7737
7738         if (!map)
7739                 return -1;
7740
7741         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7742                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
7743                         return -1;
7744
7745         return 0;
7746 }
7747
7748 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
7749         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
7750 {
7751         int i;
7752
7753         if (!set)
7754                 return -1;
7755
7756         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7757                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
7758                         return -1;
7759
7760         return 0;
7761 }
7762
7763 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
7764 {
7765         struct isl_dim *dim;
7766
7767         if (!bset)
7768                 return NULL;
7769
7770         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7771         if (!bset)
7772                 return NULL;
7773
7774         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
7775         dim = isl_dim_lift(dim, bset->n_div);
7776         if (!dim)
7777                 goto error;
7778         isl_dim_free(bset->dim);
7779         bset->dim = dim;
7780         bset->extra -= bset->n_div;
7781         bset->n_div = 0;
7782
7783         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
7784
7785         return bset;
7786 error:
7787         isl_basic_set_free(bset);
7788         return NULL;
7789 }
7790
7791 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
7792 {
7793         int i;
7794         struct isl_dim *dim;
7795         unsigned n_div;
7796
7797         set = isl_set_align_divs(set);
7798
7799         if (!set)
7800                 return NULL;
7801
7802         set = isl_set_cow(set);
7803         if (!set)
7804                 return NULL;
7805
7806         n_div = set->p[0]->n_div;
7807         dim = isl_set_get_dim(set);
7808         dim = isl_dim_lift(dim, n_div);
7809         if (!dim)
7810                 goto error;
7811         isl_dim_free(set->dim);
7812         set->dim = dim;
7813
7814         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7815                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
7816                 if (!set->p[i])
7817                         goto error;
7818         }
7819
7820         return set;
7821 error:
7822         isl_set_free(set);
7823         return NULL;
7824 }
7825
7826 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
7827 {
7828         struct isl_dim *dim;
7829         struct isl_basic_map *bmap;
7830         unsigned n_set;
7831         unsigned n_div;
7832         unsigned n_param;
7833         unsigned total;
7834         int i, k, l;
7835
7836         set = isl_set_align_divs(set);
7837
7838         if (!set)
7839                 return NULL;
7840
7841         dim = isl_set_get_dim(set);
7842         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
7843                 isl_set_free(set);
7844                 return isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
7845         }
7846
7847         n_div = set->p[0]->n_div;
7848         dim = isl_dim_map_from_set(dim);
7849         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
7850         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
7851         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
7852         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
7853         for (i = 0; i < n_set; ++i)
7854                 bmap = var_equal(bmap, i);
7855
7856         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
7857         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
7858                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7859                 if (k < 0)
7860                         goto error;
7861                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
7862                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
7863                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
7864                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
7865                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
7866                             set->p[0]->div[i][0]);
7867
7868                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7869                 if (l < 0)
7870                         goto error;
7871                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
7872                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
7873                             set->p[0]->div[i][0]);
7874                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
7875         }
7876
7877         isl_set_free(set);
7878         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7879         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
7880         return isl_map_from_basic_map(bmap);
7881 error:
7882         isl_set_free(set);
7883         isl_basic_map_free(bmap);
7884         return NULL;
7885 }
7886
7887 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7888 {
7889         unsigned dim;
7890         int size = 0;
7891
7892         if (!bset)
7893                 return -1;
7894
7895         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
7896         size += bset->n_eq * (1 + dim);
7897         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
7898         size += bset->n_div * (2 + dim);
7899
7900         return size;
7901 }
7902
7903 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
7904 {
7905         int i;
7906         int size = 0;
7907
7908         if (!set)
7909                 return -1;
7910
7911         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7912                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
7913
7914         return size;
7915 }
7916
7917 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7918         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7919 {
7920         int i;
7921         int lower, upper;
7922
7923         if (!bmap)
7924                 return -1;
7925
7926         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
7927
7928         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
7929
7930         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
7931                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
7932                         return 1;
7933
7934         lower = upper = 0;
7935         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7936                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
7937                 if (sgn > 0)
7938                         lower = 1;
7939                 if (sgn < 0)
7940                         upper = 1;
7941         }
7942
7943         return lower && upper;
7944 }
7945
7946 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
7947         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7948 {
7949         int i;
7950
7951         if (!map)
7952                 return -1;
7953
7954         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7955                 int bounded;
7956                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
7957                 if (bounded < 0 || !bounded)
7958                         return bounded;
7959         }
7960
7961         return 1;
7962 }
7963
7964 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
7965  * and a lower bound.
7966  */
7967 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
7968         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7969 {
7970         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
7971 }
7972
7973 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
7974  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
7975  * elements of the array "signs".
7976  * Sign
7977  *      1 means that the variable is non-negative
7978  *      -1 means that the variable is non-positive
7979  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
7980  */
7981 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7982         unsigned first, unsigned n, int *signs)
7983 {
7984         isl_vec *bound = NULL;
7985         struct isl_tab *tab = NULL;
7986         struct isl_tab_undo *snap;
7987         int i;
7988
7989         if (!bset || !signs)
7990                 return -1;
7991
7992         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7993         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
7994         if (!bound || !tab)
7995                 goto error;
7996
7997         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
7998         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
7999
8000         snap = isl_tab_snap(tab);
8001         for (i = 0; i < n; ++i) {
8002                 int empty;
8003
8004                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
8005                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8006                         goto error;
8007                 empty = tab->empty;
8008                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8009                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8010                         goto error;
8011
8012                 if (empty) {
8013                         signs[i] = 1;
8014                         continue;
8015                 }
8016
8017                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
8018                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8019                         goto error;
8020                 empty = tab->empty;
8021                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8022                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8023                         goto error;
8024
8025                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
8026         }
8027
8028         isl_tab_free(tab);
8029         isl_vec_free(bound);
8030         return 0;
8031 error:
8032         isl_tab_free(tab);
8033         isl_vec_free(bound);
8034         return -1;
8035 }
8036
8037 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8038         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
8039 {
8040         if (!bset || !signs)
8041                 return -1;
8042         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
8043                 return -1);
8044
8045         first += pos(bset->dim, type) - 1;
8046         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
8047 }
8048
8049 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
8050  * In particular, for each output dimension, check that there is
8051  * an equality that defines the output dimension in terms of
8052  * earlier dimensions.
8053  */
8054 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8055 {
8056         int i, j;
8057         unsigned total;
8058         unsigned n_out;
8059         unsigned o_out;
8060
8061         if (!bmap)
8062                 return -1;
8063
8064         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
8065         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
8066         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8067
8068         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
8069                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
8070                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
8071                                 continue;
8072                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
8073                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
8074                                 break;
8075                 }
8076                 if (j >= bmap->n_eq)
8077                         return 0;
8078         }
8079
8080         return 1;
8081 }
8082
8083 /* Check if the given map is obviously single-valued.
8084  */
8085 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8086 {
8087         if (!map)
8088                 return -1;
8089         if (map->n == 0)
8090                 return 1;
8091         if (map->n >= 2)
8092                 return 0;
8093
8094         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
8095 }
8096
8097 /* Check if the given map is single-valued.
8098  * We simply compute
8099  *
8100  *      M \circ M^-1
8101  *
8102  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
8103  */
8104 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8105 {
8106         isl_dim *dim;
8107         isl_map *test;
8108         isl_map *id;
8109         int sv;
8110
8111         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8112         if (sv < 0 || sv)
8113                 return sv;
8114
8115         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
8116         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
8117
8118         dim = isl_dim_map_from_set(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
8119         id = isl_map_identity(dim);
8120
8121         sv = isl_map_is_subset(test, id);
8122
8123         isl_map_free(test);
8124         isl_map_free(id);
8125
8126         return sv;
8127 }
8128
8129 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8130 {
8131         int in;
8132
8133         map = isl_map_copy(map);
8134         map = isl_map_reverse(map);
8135         in = isl_map_is_single_valued(map);
8136         isl_map_free(map);
8137
8138         return in;
8139 }
8140
8141 /* Check if the given map is obviously injective.
8142  */
8143 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8144 {
8145         int in;
8146
8147         map = isl_map_copy(map);
8148         map = isl_map_reverse(map);
8149         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8150         isl_map_free(map);
8151
8152         return in;
8153 }
8154
8155 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8156 {
8157         int sv;
8158
8159         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8160         if (sv < 0 || !sv)
8161                 return sv;
8162
8163         return isl_map_is_injective(map);
8164 }
8165
8166 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8167 {
8168         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8169 }
8170
8171 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8172 {
8173         int ok;
8174         isl_set *delta;
8175
8176         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8177         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8178         isl_set_free(delta);
8179
8180         return ok;
8181 }
8182
8183 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8184 {
8185         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8186                 return 0;
8187         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8188                 return 0;
8189         return 1;
8190 }
8191
8192 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8193 {
8194         int i, j;
8195         unsigned nvar;
8196         unsigned ovar;
8197
8198         if (!bset)
8199                 return -1;
8200
8201         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8202                 return 0;
8203
8204         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8205         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8206         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8207                 int lower = 0, upper = 0;
8208                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8209                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8210                                 continue;
8211                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8212                                 return 0;
8213                         break;
8214                 }
8215                 if (i < bset->n_eq)
8216                         continue;
8217                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8218                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8219                                 continue;
8220                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8221                                 return 0;
8222                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8223                                 lower = 1;
8224                         else
8225                                 upper = 1;
8226                 }
8227                 if (!lower || !upper)
8228                         return 0;
8229         }
8230
8231         return 1;
8232 }
8233
8234 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8235 {
8236         if (!set)
8237                 return -1;
8238         if (set->n != 1)
8239                 return 0;
8240
8241         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8242 }
8243
8244 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8245 {
8246         if (!bset)
8247                 return -1;
8248
8249         return isl_dim_is_wrapping(bset->dim);
8250 }
8251
8252 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8253 {
8254         if (!set)
8255                 return -1;
8256
8257         return isl_dim_is_wrapping(set->dim);
8258 }
8259
8260 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8261 {
8262         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8263         if (!bmap)
8264                 return NULL;
8265
8266         bmap->dim = isl_dim_wrap(bmap->dim);
8267         if (!bmap->dim)
8268                 goto error;
8269
8270         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8271
8272         return (isl_basic_set *)bmap;
8273 error:
8274         isl_basic_map_free(bmap);
8275         return NULL;
8276 }
8277
8278 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
8279 {
8280         int i;
8281
8282         map = isl_map_cow(map);
8283         if (!map)
8284                 return NULL;
8285
8286         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8287                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
8288                 if (!map->p[i])
8289                         goto error;
8290         }
8291         map->dim = isl_dim_wrap(map->dim);
8292         if (!map->dim)
8293                 goto error;
8294
8295         return (isl_set *)map;
8296 error:
8297         isl_map_free(map);
8298         return NULL;
8299 }
8300
8301 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
8302 {
8303         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8304         if (!bset)
8305                 return NULL;
8306
8307         bset->dim = isl_dim_unwrap(bset->dim);
8308         if (!bset->dim)
8309                 goto error;
8310
8311         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8312
8313         return (isl_basic_map *)bset;
8314 error:
8315         isl_basic_set_free(bset);
8316         return NULL;
8317 }
8318
8319 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
8320 {
8321         int i;
8322
8323         if (!set)
8324                 return NULL;
8325
8326         if (!isl_set_is_wrapping(set))
8327                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
8328                         goto error);
8329
8330         set = isl_set_cow(set);
8331         if (!set)
8332                 return NULL;
8333
8334         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8335                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
8336                 if (!set->p[i])
8337                         goto error;
8338         }
8339
8340         set->dim = isl_dim_unwrap(set->dim);
8341         if (!set->dim)
8342                 goto error;
8343
8344         return (isl_map *)set;
8345 error:
8346         isl_set_free(set);
8347         return NULL;
8348 }
8349
8350 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8351         enum isl_dim_type type)
8352 {
8353         if (!bmap)
8354                 return NULL;
8355
8356         if (!isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
8357                 return bmap;
8358
8359         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8360         if (!bmap)
8361                 return NULL;
8362
8363         bmap->dim = isl_dim_reset(bmap->dim, type);
8364         if (!bmap->dim)
8365                 goto error;
8366
8367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8368
8369         return bmap;
8370 error:
8371         isl_basic_map_free(bmap);
8372         return NULL;
8373 }
8374
8375 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
8376         enum isl_dim_type type)
8377 {
8378         int i;
8379
8380         if (!map)
8381                 return NULL;
8382
8383         if (!isl_dim_is_named_or_nested(map->dim, type))
8384                 return map;
8385
8386         map = isl_map_cow(map);
8387         if (!map)
8388                 return NULL;
8389
8390         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8391                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
8392                 if (!map->p[i])
8393                         goto error;
8394         }
8395         map->dim = isl_dim_reset(map->dim, type);
8396         if (!map->dim)
8397                 goto error;
8398
8399         return map;
8400 error:
8401         isl_map_free(map);
8402         return NULL;
8403 }
8404
8405 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8406 {
8407         if (!bmap)
8408                 return NULL;
8409
8410         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
8411                 return bmap;
8412
8413         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8414         if (!bmap)
8415                 return NULL;
8416
8417         bmap->dim = isl_dim_flatten(bmap->dim);
8418         if (!bmap->dim)
8419                 goto error;
8420
8421         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8422
8423         return bmap;
8424 error:
8425         isl_basic_map_free(bmap);
8426         return NULL;
8427 }
8428
8429 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
8430 {
8431         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
8432 }
8433
8434 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
8435         __isl_take isl_basic_map *bmap)
8436 {
8437         if (!bmap)
8438                 return NULL;
8439
8440         if (!bmap->dim->nested[1])
8441                 return bmap;
8442
8443         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8444         if (!bmap)
8445                 return NULL;
8446
8447         bmap->dim = isl_dim_flatten_range(bmap->dim);
8448         if (!bmap->dim)
8449                 goto error;
8450
8451         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8452
8453         return bmap;
8454 error:
8455         isl_basic_map_free(bmap);
8456         return NULL;
8457 }
8458
8459 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
8460 {
8461         int i;
8462
8463         if (!map)
8464                 return NULL;
8465
8466         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
8467                 return map;
8468
8469         map = isl_map_cow(map);
8470         if (!map)
8471                 return NULL;
8472
8473         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8474                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
8475                 if (!map->p[i])
8476                         goto error;
8477         }
8478         map->dim = isl_dim_flatten(map->dim);
8479         if (!map->dim)
8480                 goto error;
8481
8482         return map;
8483 error:
8484         isl_map_free(map);
8485         return NULL;
8486 }
8487
8488 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
8489 {
8490         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
8491 }
8492
8493 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
8494 {
8495         isl_dim *dim, *flat_dim;
8496         isl_map *map;
8497
8498         dim = isl_set_get_dim(set);
8499         flat_dim = isl_dim_flatten(isl_dim_copy(dim));
8500         map = isl_map_identity(isl_dim_join(isl_dim_reverse(dim), flat_dim));
8501         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8502
8503         return map;
8504 }
8505
8506 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
8507 {
8508         int i;
8509
8510         if (!map)
8511                 return NULL;
8512
8513         if (!map->dim->nested[1])
8514                 return map;
8515
8516         map = isl_map_cow(map);
8517         if (!map)
8518                 return NULL;
8519
8520         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8521                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
8522                 if (!map->p[i])
8523                         goto error;
8524         }
8525         map->dim = isl_dim_flatten_range(map->dim);
8526         if (!map->dim)
8527                 goto error;
8528
8529         return map;
8530 error:
8531         isl_map_free(map);
8532         return NULL;
8533 }
8534
8535 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
8536  * and set the dimension specification to "dim".
8537  */
8538 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8539         __isl_take isl_dim *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
8540 {
8541         isl_basic_map *res;
8542
8543         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8544         if (!bmap || !dim || !dim_map)
8545                 goto error;
8546
8547         res = isl_basic_map_alloc_dim(dim,
8548                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
8549         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
8550         res = isl_basic_map_finalize(res);
8551         return res;
8552 error:
8553         free(dim_map);
8554         isl_basic_map_free(bmap);
8555         isl_dim_free(dim);
8556         return NULL;
8557 }
8558
8559 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
8560  */
8561 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
8562         __isl_take isl_reordering *r)
8563 {
8564         int i;
8565         struct isl_dim_map *dim_map;
8566
8567         map = isl_map_cow(map);
8568         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
8569         if (!map || !r || !dim_map)
8570                 goto error;
8571
8572         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8573                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
8574
8575                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
8576
8577                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
8578                                             isl_dim_copy(r->dim), dim_map_i);
8579
8580                 if (!map->p[i])
8581                         goto error;
8582         }
8583
8584         map = isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(r->dim));
8585
8586         isl_reordering_free(r);
8587         free(dim_map);
8588         return map;
8589 error:
8590         free(dim_map);
8591         isl_map_free(map);
8592         isl_reordering_free(r);
8593         return NULL;
8594 }
8595
8596 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
8597         __isl_take isl_reordering *r)
8598 {
8599         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
8600 }
8601
8602 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
8603         __isl_take isl_dim *model)
8604 {
8605         isl_ctx *ctx;
8606
8607         if (!map || !model)
8608                 goto error;
8609
8610         ctx = isl_dim_get_ctx(model);
8611         if (!isl_dim_has_named_params(model))
8612                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8613                         "model has unnamed parameters", goto error);
8614         if (!isl_dim_has_named_params(map->dim))
8615                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8616                         "relation has unnamed parameters", goto error);
8617         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
8618                 isl_reordering *exp;
8619
8620                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_in,
8621                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_in));
8622                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_out,
8623                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_out));
8624                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
8625                 exp = isl_reordering_extend_dim(exp, isl_map_get_dim(map));
8626                 map = isl_map_realign(map, exp);
8627         }
8628
8629         isl_dim_free(model);
8630         return map;
8631 error:
8632         isl_dim_free(model);
8633         isl_map_free(map);
8634         return NULL;
8635 }
8636
8637 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
8638         __isl_take isl_dim *model)
8639 {
8640         return isl_map_align_params(set, model);
8641 }
8642
8643 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
8644                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8645                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8646                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8647 {
8648         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8649         struct isl_mat *mat;
8650         int i, j, k;
8651         int pos;
8652
8653         if (!bmap)
8654                 return NULL;
8655         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
8656                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8657         if (!mat)
8658                 return NULL;
8659         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8660                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8661                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8662                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8663                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8664                                             bmap->eq[i][off + k]);
8665                                 ++pos;
8666                         }
8667                 }
8668
8669         return mat;
8670 }
8671
8672 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
8673                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8674                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8675                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8676 {
8677         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8678         struct isl_mat *mat;
8679         int i, j, k;
8680         int pos;
8681
8682         if (!bmap)
8683                 return NULL;
8684         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
8685                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8686         if (!mat)
8687                 return NULL;
8688         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8689                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8690                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8691                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8692                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8693                                             bmap->ineq[i][off + k]);
8694                                 ++pos;
8695                         }
8696                 }
8697
8698         return mat;
8699 }
8700
8701 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
8702         __isl_take isl_dim *dim,
8703         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8704         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8705         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8706 {
8707         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8708         isl_basic_map *bmap;
8709         unsigned total;
8710         unsigned extra;
8711         int i, j, k, l;
8712         int pos;
8713
8714         if (!dim || !eq || !ineq)
8715                 goto error;
8716
8717         if (eq->n_col != ineq->n_col)
8718                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8719                         "equalities and inequalities matrices should have "
8720                         "same number of columns", goto error);
8721
8722         total = 1 + isl_dim_total(dim);
8723
8724         if (eq->n_col < total)
8725                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8726                         "number of columns too small", goto error);
8727
8728         extra = eq->n_col - total;
8729
8730         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), extra,
8731                                        eq->n_row, ineq->n_row);
8732         if (!bmap)
8733                 goto error;
8734         for (i = 0; i < extra; ++i) {
8735                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
8736                 if (k < 0)
8737                         goto error;
8738                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
8739         }
8740         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
8741                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8742                 if (l < 0)
8743                         goto error;
8744                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8745                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8746                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8747                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
8748                                             eq->row[i][pos]);
8749                                 ++pos;
8750                         }
8751                 }
8752         }
8753         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
8754                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8755                 if (l < 0)
8756                         goto error;
8757                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8758                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8759                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8760                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
8761                                             ineq->row[i][pos]);
8762                                 ++pos;
8763                         }
8764                 }
8765         }
8766
8767         isl_dim_free(dim);
8768         isl_mat_free(eq);
8769         isl_mat_free(ineq);
8770
8771         return bmap;
8772 error:
8773         isl_dim_free(dim);
8774         isl_mat_free(eq);
8775         isl_mat_free(ineq);
8776         return NULL;
8777 }
8778
8779 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
8780         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8781         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8782 {
8783         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8784                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8785 }
8786
8787 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
8788         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8789         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8790 {
8791         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8792                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8793 }
8794
8795 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
8796         __isl_take isl_dim *dim,
8797         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8798         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8799 {
8800         return (isl_basic_set*)
8801             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
8802                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8803 }
8804
8805 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8806 {
8807         if (!bmap)
8808                 return -1;
8809
8810         return isl_dim_can_zip(bmap->dim);
8811 }
8812
8813 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
8814 {
8815         if (!map)
8816                 return -1;
8817
8818         return isl_dim_can_zip(map->dim);
8819 }
8820
8821 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
8822  * (A -> C) -> (B -> D).
8823  */
8824 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8825 {
8826         unsigned pos;
8827         unsigned n1;
8828         unsigned n2;
8829
8830         if (!bmap)
8831                 return NULL;
8832
8833         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
8834                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
8835                         "basic map cannot be zipped", goto error);
8836         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
8837                 isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
8838         n1 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
8839         n2 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
8840         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
8841         if (!bmap)
8842                 return NULL;
8843         bmap->dim = isl_dim_zip(bmap->dim);
8844         if (!bmap->dim)
8845                 goto error;
8846         return bmap;
8847 error:
8848         isl_basic_map_free(bmap);
8849         return NULL;
8850 }
8851
8852 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
8853  * (A -> C) -> (B -> D).
8854  */
8855 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
8856 {
8857         int i;
8858
8859         if (!map)
8860                 return NULL;
8861
8862         if (!isl_map_can_zip(map))
8863                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
8864                         goto error);
8865
8866         map = isl_map_cow(map);
8867         if (!map)
8868                 return NULL;
8869
8870         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8871                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
8872                 if (!map->p[i])
8873                         goto error;
8874         }
8875
8876         map->dim = isl_dim_zip(map->dim);
8877         if (!map->dim)
8878                 goto error;
8879
8880         return map;
8881 error:
8882         isl_map_free(map);
8883         return NULL;
8884 }
8885
8886 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
8887  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
8888  */
8889 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
8890 {
8891         int k;
8892         int pos;
8893         isl_local_space *ls;
8894         isl_basic_map *bmap;
8895
8896         if (!aff)
8897                 return NULL;
8898
8899         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
8900         ls = isl_local_space_from_domain(ls);
8901         ls = isl_local_space_add_dims(ls, isl_dim_out, 1);
8902         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
8903         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
8904         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8905         if (k < 0)
8906                 goto error;
8907
8908         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8909         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
8910         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
8911         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
8912                     aff->v->size - (pos + 1));
8913
8914         isl_aff_free(aff);
8915         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8916         return bmap;
8917 error:
8918         isl_aff_free(aff);
8919         isl_basic_map_free(bmap);
8920         return NULL;
8921 }
8922
8923 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
8924  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
8925  * where each coordinate in the range is prescribed by the
8926  * corresponding affine expression.
8927  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
8928  * domain_dim.
8929  */
8930 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
8931         __isl_take isl_dim *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
8932 {
8933         int i;
8934         isl_dim *dim;
8935         isl_basic_map *bmap;
8936
8937         if (!list)
8938                 return NULL;
8939
8940         dim = isl_dim_from_domain(domain_dim);
8941         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
8942
8943         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8944                 isl_aff *aff;
8945                 isl_basic_map *bmap_i;
8946
8947                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
8948                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
8949
8950                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
8951         }
8952
8953         isl_aff_list_free(list);
8954         return bmap;
8955 }