isl_map.c

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