isl_map.c

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