isl_map.c

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