isl_map.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
  10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France
  11  */
  12
  13 #include <string.h>
  14 #include <strings.h>
  15 #include <isl_ctx_private.h>
  16 #include <isl_map_private.h>
  17 #include <isl/blk.h>
  18 #include "isl_dim_private.h"
  19 #include "isl_equalities.h"
  20 #include <isl/list.h>
  21 #include <isl/lp.h>
  22 #include <isl/seq.h>
  23 #include <isl/set.h>
  24 #include <isl/map.h>
  25 #include "isl_map_piplib.h"
  26 #include <isl_reordering.h>
  27 #include "isl_sample.h"
  28 #include "isl_tab.h"
  29 #include <isl/vec.h>
  30 #include <isl_mat_private.h>
  31 #include <isl_dim_map.h>
  32 #include <isl_local_space_private.h>
  33
  34 static unsigned n(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  35 {
  36         switch (type) {
  37         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  38         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  39         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  40         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  41         default:                return 0;
  42         }
  43 }
  44
  45 static unsigned pos(struct isl_dim *dim, enum isl_dim_type type)
  46 {
  47         switch (type) {
  48         case isl_dim_param:     return 1;
  49         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  50         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  51         default:                return 0;
  52         }
  53 }
  54
  55 unsigned isl_basic_map_dim(const struct isl_basic_map *bmap,
  56                                 enum isl_dim_type type)
  57 {
  58         if (!bmap)
  59                 return 0;
  60         switch (type) {
  61         case isl_dim_cst:       return 1;
  62         case isl_dim_param:
  63         case isl_dim_in:
  64         case isl_dim_out:       return isl_dim_size(bmap->dim, type);
  65         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
  66         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
  67         default:                return 0;
  68         }
  69 }
  70
  71 unsigned isl_map_dim(const struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
  72 {
  73         return map ? n(map->dim, type) : 0;
  74 }
  75
  76 unsigned isl_set_dim(const struct isl_set *set, enum isl_dim_type type)
  77 {
  78         return set ? n(set->dim, type) : 0;
  79 }
  80
  81 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
  82                                         enum isl_dim_type type)
  83 {
  84         struct isl_dim *dim = bmap->dim;
  85         switch (type) {
  86         case isl_dim_cst:       return 0;
  87         case isl_dim_param:     return 1;
  88         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  89         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  90         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  91         default:                return 0;
  92         }
  93 }
  94
  95 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
  96                                         enum isl_dim_type type)
  97 {
  98         return isl_basic_map_offset(bset, type);
  99 }
 100
 101 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 102 {
 103         return pos(map->dim, type);
 104 }
 105
 106 unsigned isl_basic_set_dim(const struct isl_basic_set *bset,
 107                                 enum isl_dim_type type)
 108 {
 109         return isl_basic_map_dim((const struct isl_basic_map*)bset, type);
 110 }
 111
 112 unsigned isl_basic_set_n_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 113 {
 114         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 115 }
 116
 117 unsigned isl_basic_set_n_param(const struct isl_basic_set *bset)
 118 {
 119         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 120 }
 121
 122 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 123 {
 124         return isl_dim_total(bset->dim) + bset->n_div;
 125 }
 126
 127 unsigned isl_set_n_dim(const struct isl_set *set)
 128 {
 129         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 130 }
 131
 132 unsigned isl_set_n_param(const struct isl_set *set)
 133 {
 134         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 135 }
 136
 137 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 138 {
 139         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
 140 }
 141
 142 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 143 {
 144         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
 145 }
 146
 147 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 148 {
 149         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
 150 }
 151
 152 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 153 {
 154         return bmap ? bmap->n_div : 0;
 155 }
 156
 157 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 158 {
 159         return bmap ? isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->n_div : 0;
 160 }
 161
 162 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 163 {
 164         return map->dim->n_in;
 165 }
 166
 167 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 168 {
 169         return map->dim->n_out;
 170 }
 171
 172 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 173 {
 174         return map->dim->nparam;
 175 }
 176
 177 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 178 {
 179         int m;
 180         if (!map || !set)
 181                 return -1;
 182         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 183         if (m < 0 || !m)
 184                 return m;
 185         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
 186 }
 187
 188 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 189                 struct isl_basic_set *bset)
 190 {
 191         int m;
 192         if (!bmap || !bset)
 193                 return -1;
 194         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 195         if (m < 0 || !m)
 196                 return m;
 197         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
 198 }
 199
 200 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
 201 {
 202         int m;
 203         if (!map || !set)
 204                 return -1;
 205         m = isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 206         if (m < 0 || !m)
 207                 return m;
 208         return isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
 209 }
 210
 211 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 212                 struct isl_basic_set *bset)
 213 {
 214         int m;
 215         if (!bmap || !bset)
 216                 return -1;
 217         m = isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 218         if (m < 0 || !m)
 219                 return m;
 220         return isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
 221 }
 222
 223 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 224 {
 225         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
 226 }
 227
 228 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 229 {
 230         return bset ? bset->ctx : NULL;
 231 }
 232
 233 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
 234 {
 235         return map ? map->ctx : NULL;
 236 }
 237
 238 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
 239 {
 240         return set ? set->ctx : NULL;
 241 }
 242
 243 struct isl_dim *isl_basic_map_get_dim(struct isl_basic_map *bmap)
 244 {
 245         if (!bmap)
 246                 return NULL;
 247         return isl_dim_copy(bmap->dim);
 248 }
 249
 250 struct isl_dim *isl_basic_set_get_dim(struct isl_basic_set *bset)
 251 {
 252         if (!bset)
 253                 return NULL;
 254         return isl_dim_copy(bset->dim);
 255 }
 256
 257 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
 258         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
 259 {
 260         int i;
 261         isl_local_space *ls;
 262         unsigned total;
 263
 264         if (!bmap)
 265                 return NULL;
 266
 267         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
 268         ls = isl_local_space_alloc(isl_dim_copy(bmap->dim), bmap->n_div);
 269         if (!ls)
 270                 return NULL;
 271
 272         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 273                 isl_seq_cpy(ls->div->row[i], bmap->div[i], 2 + total);
 274
 275         return ls;
 276 }
 277
 278 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
 279         __isl_keep isl_basic_set *bset)
 280 {
 281         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
 282 }
 283
 284 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
 285         __isl_take isl_local_space *ls)
 286 {
 287         int i;
 288         int n_div;
 289         isl_basic_map *bmap;
 290
 291         if (!ls)
 292                 return NULL;
 293
 294         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
 295         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_local_space_get_dim(ls),
 296                                         n_div, 0, 2 * n_div);
 297
 298         for (i = 0; i < n_div; ++i)
 299                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
 300                         goto error;
 301
 302         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
 303                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
 304                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
 305                         goto error;
 306         }
 307
 308         isl_local_space_free(ls);
 309         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
 310         return bmap;
 311 error:
 312         isl_local_space_free(ls);
 313         isl_basic_map_free(bmap);
 314         return NULL;
 315 }
 316
 317 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
 318         __isl_take isl_local_space *ls)
 319 {
 320         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
 321 }
 322
 323 struct isl_dim *isl_map_get_dim(struct isl_map *map)
 324 {
 325         if (!map)
 326                 return NULL;
 327         return isl_dim_copy(map->dim);
 328 }
 329
 330 struct isl_dim *isl_set_get_dim(struct isl_set *set)
 331 {
 332         if (!set)
 333                 return NULL;
 334         return isl_dim_copy(set->dim);
 335 }
 336
 337 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
 338         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
 339 {
 340         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
 341         if (!bmap)
 342                 return NULL;
 343         bmap->dim = isl_dim_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
 344         if (!bmap->dim)
 345                 goto error;
 346         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
 347         return bmap;
 348 error:
 349         isl_basic_map_free(bmap);
 350         return NULL;
 351 }
 352
 353 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 354         enum isl_dim_type type)
 355 {
 356         return bmap ? isl_dim_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
 357 }
 358
 359 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
 360         enum isl_dim_type type, const char *s)
 361 {
 362         int i;
 363
 364         map = isl_map_cow(map);
 365         if (!map)
 366                 return NULL;
 367
 368         map->dim = isl_dim_set_tuple_name(map->dim, type, s);
 369         if (!map->dim)
 370                 goto error;
 371
 372         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 373                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
 374                 if (!map->p[i])
 375                         goto error;
 376         }
 377
 378         return map;
 379 error:
 380         isl_map_free(map);
 381         return NULL;
 382 }
 383
 384 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
 385         enum isl_dim_type type)
 386 {
 387         return map ? isl_dim_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
 388 }
 389
 390 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
 391         const char *s)
 392 {
 393         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
 394 }
 395
 396 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 397 {
 398         return bset ? isl_dim_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
 399 }
 400
 401 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
 402 {
 403         return set ? isl_dim_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
 404 }
 405
 406 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 407         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 408 {
 409         return bmap ? isl_dim_get_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
 410 }
 411
 412 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 413         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 414 {
 415         return bset ? isl_dim_get_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
 416 }
 417
 418 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
 419         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 420 {
 421         return map ? isl_dim_get_name(map->dim, type, pos) : NULL;
 422 }
 423
 424 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
 425         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 426 {
 427         return set ? isl_dim_get_name(set->dim, type, pos) : NULL;
 428 }
 429
 430 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 431         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 432         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 433 {
 434         if (!bmap)
 435                 return NULL;
 436         bmap->dim = isl_dim_set_name(bmap->dim, type, pos, s);
 437         if (!bmap->dim)
 438                 goto error;
 439         return bmap;
 440 error:
 441         isl_basic_map_free(bmap);
 442         return NULL;
 443 }
 444
 445 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 446         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 447 {
 448         int i;
 449
 450         if (!map)
 451                 return NULL;
 452
 453         map->dim = isl_dim_set_name(map->dim, type, pos, s);
 454         if (!map->dim)
 455                 goto error;
 456
 457         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 458                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 459                 if (!map->p[i])
 460                         goto error;
 461         }
 462
 463         return map;
 464 error:
 465         isl_map_free(map);
 466         return NULL;
 467 }
 468
 469 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 470         __isl_take isl_basic_set *bset,
 471         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 472 {
 473         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 474                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 475 }
 476
 477 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 478         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 479 {
 480         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 481 }
 482
 483 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 484 {
 485         if (!bmap)
 486                 return -1;
 487         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 488 }
 489
 490 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 491 {
 492         return isl_basic_map_is_rational(bset);
 493 }
 494
 495 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 496                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 497                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 498 {
 499         int i;
 500         size_t row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + extra;
 501
 502         bmap->ctx = ctx;
 503         isl_ctx_ref(ctx);
 504
 505         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 506         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 507                 goto error;
 508
 509         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 510         if (!bmap->ineq)
 511                 goto error;
 512
 513         if (extra == 0) {
 514                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 515                 bmap->div = NULL;
 516         } else {
 517                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 518                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 519                         goto error;
 520
 521                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 522                 if (!bmap->div)
 523                         goto error;
 524         }
 525
 526         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 527                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 528
 529         for (i = 0; i < extra; ++i)
 530                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 531
 532         bmap->ref = 1;
 533         bmap->flags = 0;
 534         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 535         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 536         bmap->extra = extra;
 537         bmap->n_eq = 0;
 538         bmap->n_ineq = 0;
 539         bmap->n_div = 0;
 540         bmap->sample = NULL;
 541
 542         return bmap;
 543 error:
 544         isl_basic_map_free(bmap);
 545         return NULL;
 546 }
 547
 548 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 549                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 550                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 551 {
 552         struct isl_basic_map *bmap;
 553         bmap = isl_basic_map_alloc(ctx, nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
 554         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 555 }
 556
 557 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 558                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 559 {
 560         struct isl_basic_map *bmap;
 561         if (!dim)
 562                 return NULL;
 563         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
 564         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 565         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 566 error:
 567         isl_dim_free(dim);
 568         return NULL;
 569 }
 570
 571 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim,
 572                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 573 {
 574         struct isl_basic_map *bmap;
 575
 576         if (!dim)
 577                 return NULL;
 578         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 579         if (!bmap)
 580                 goto error;
 581         bmap->dim = dim;
 582
 583         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 584 error:
 585         isl_dim_free(dim);
 586         return NULL;
 587 }
 588
 589 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 590                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 591                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 592 {
 593         struct isl_basic_map *bmap;
 594         struct isl_dim *dim;
 595
 596         dim = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
 597         if (!dim)
 598                 return NULL;
 599
 600         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 601         return bmap;
 602 }
 603
 604 static void dup_constraints(
 605                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 606 {
 607         int i;
 608         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 609
 610         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 611                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 612                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 613         }
 614
 615         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 616                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 617                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 618         }
 619
 620         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 621                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 622                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 623         }
 624         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 625 }
 626
 627 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 628 {
 629         struct isl_basic_map *dup;
 630
 631         if (!bmap)
 632                 return NULL;
 633         dup = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
 634                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 635         if (!dup)
 636                 return NULL;
 637         dup_constraints(dup, bmap);
 638         dup->flags = bmap->flags;
 639         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 640         return dup;
 641 }
 642
 643 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 644 {
 645         struct isl_basic_map *dup;
 646
 647         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 648         return (struct isl_basic_set *)dup;
 649 }
 650
 651 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 652 {
 653         if (!bset)
 654                 return NULL;
 655
 656         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 657                 bset->ref++;
 658                 return bset;
 659         }
 660         return isl_basic_set_dup(bset);
 661 }
 662
 663 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 664 {
 665         if (!set)
 666                 return NULL;
 667
 668         set->ref++;
 669         return set;
 670 }
 671
 672 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 673 {
 674         if (!bmap)
 675                 return NULL;
 676
 677         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 678                 bmap->ref++;
 679                 return bmap;
 680         }
 681         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 682         if (bmap)
 683                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 684         return bmap;
 685 }
 686
 687 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 688 {
 689         if (!map)
 690                 return NULL;
 691
 692         map->ref++;
 693         return map;
 694 }
 695
 696 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 697 {
 698         if (!bmap)
 699                 return;
 700
 701         if (--bmap->ref > 0)
 702                 return;
 703
 704         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 705         free(bmap->div);
 706         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 707         free(bmap->ineq);
 708         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 709         isl_vec_free(bmap->sample);
 710         isl_dim_free(bmap->dim);
 711         free(bmap);
 712 }
 713
 714 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 715 {
 716         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 717 }
 718
 719 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 720 {
 721         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 722 }
 723
 724 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 725 {
 726         struct isl_ctx *ctx;
 727         if (!bmap)
 728                 return -1;
 729         ctx = bmap->ctx;
 730         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 731         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 732                         return -1);
 733         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 734         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 735         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 736         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 737         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 738         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 739                 isl_int *t;
 740                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 741                 if (j < 0)
 742                         return -1;
 743                 t = bmap->ineq[j];
 744                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 745                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 746                 bmap->eq[-1] = t;
 747                 bmap->n_eq++;
 748                 bmap->n_ineq--;
 749                 bmap->eq--;
 750                 return 0;
 751         }
 752         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 753                       bmap->extra - bmap->n_div);
 754         return bmap->n_eq++;
 755 }
 756
 757 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 758 {
 759         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 760 }
 761
 762 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 763 {
 764         if (!bmap)
 765                 return -1;
 766         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 767         bmap->n_eq -= n;
 768         return 0;
 769 }
 770
 771 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 772 {
 773         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 774 }
 775
 776 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 777 {
 778         isl_int *t;
 779         if (!bmap)
 780                 return -1;
 781         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 782
 783         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 784                 t = bmap->eq[pos];
 785                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 786                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 787         }
 788         bmap->n_eq--;
 789         return 0;
 790 }
 791
 792 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 793 {
 794         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 795 }
 796
 797 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
 798                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 799 {
 800         isl_int *t;
 801
 802         t = bmap->ineq[pos];
 803         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 804         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 805         bmap->eq[-1] = t;
 806         bmap->n_eq++;
 807         bmap->n_ineq--;
 808         bmap->eq--;
 809         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 810         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 811         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 812         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 813 }
 814
 815 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 816 {
 817         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
 818 }
 819
 820 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
 821 {
 822         struct isl_ctx *ctx;
 823         if (!bmap)
 824                 return -1;
 825         ctx = bmap->ctx;
 826         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
 827         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 828         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 829         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 830         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 831         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
 832                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 833                       bmap->extra - bmap->n_div);
 834         return bmap->n_ineq++;
 835 }
 836
 837 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
 838 {
 839         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
 840 }
 841
 842 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 843 {
 844         if (!bmap)
 845                 return -1;
 846         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
 847         bmap->n_ineq -= n;
 848         return 0;
 849 }
 850
 851 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 852 {
 853         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 854 }
 855
 856 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 857 {
 858         isl_int *t;
 859         if (!bmap)
 860                 return -1;
 861         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
 862
 863         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
 864                 t = bmap->ineq[pos];
 865                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 866                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
 867                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 868         }
 869         bmap->n_ineq--;
 870         return 0;
 871 }
 872
 873 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
 874 {
 875         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
 876 }
 877
 878 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 879         isl_int *eq)
 880 {
 881         int k;
 882
 883         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
 884         if (!bmap)
 885                 return NULL;
 886         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
 887         if (k < 0)
 888                 goto error;
 889         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 890         return bmap;
 891 error:
 892         isl_basic_map_free(bmap);
 893         return NULL;
 894 }
 895
 896 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 897         isl_int *eq)
 898 {
 899         return (isl_basic_set *)
 900                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
 901 }
 902
 903 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
 904         isl_int *ineq)
 905 {
 906         int k;
 907
 908         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
 909         if (!bmap)
 910                 return NULL;
 911         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 912         if (k < 0)
 913                 goto error;
 914         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
 915         return bmap;
 916 error:
 917         isl_basic_map_free(bmap);
 918         return NULL;
 919 }
 920
 921 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
 922         isl_int *ineq)
 923 {
 924         return (isl_basic_set *)
 925                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
 926 }
 927
 928 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
 929 {
 930         if (!bmap)
 931                 return -1;
 932         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
 933         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
 934                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 935                       bmap->extra - bmap->n_div);
 936         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 937         return bmap->n_div++;
 938 }
 939
 940 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
 941 {
 942         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
 943 }
 944
 945 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 946 {
 947         if (!bmap)
 948                 return -1;
 949         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
 950         bmap->n_div -= n;
 951         return 0;
 952 }
 953
 954 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 955 {
 956         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
 957 }
 958
 959 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
 960  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
 961  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
 962  * variables.
 963  */
 964 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
 965                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
 966                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
 967 {
 968         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
 969         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
 970         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
 971         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
 972         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
 973         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
 974         isl_int_set(dst[0], src[0]);
 975         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
 976         if (dst_nparam > src_nparam)
 977                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
 978                                 dst_nparam - src_nparam);
 979         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
 980         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
 981                     src+1+src_nparam,
 982                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
 983         if (dst_in-in_off > src_in)
 984                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
 985                                 dst_in - in_off - src_in);
 986         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
 987         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
 988                     src+1+src_nparam+src_in,
 989                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
 990         if (dst_out-out_off > src_out)
 991                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
 992                                 dst_out - out_off - src_out);
 993         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
 994         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
 995                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
 996                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
 997         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
 998                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
 999                                 div_off+src_map->n_div,
1000                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1001 }
1002
1003 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1004                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1005                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1006 {
1007         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1008         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1009 }
1010
1011 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1012                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1013 {
1014         int i;
1015         unsigned div_off;
1016
1017         if (!bmap1 || !bmap2)
1018                 goto error;
1019
1020         div_off = bmap1->n_div;
1021
1022         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1023                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1024                 if (i1 < 0)
1025                         goto error;
1026                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1027                                 i_pos, o_pos, div_off);
1028         }
1029
1030         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1031                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1032                 if (i1 < 0)
1033                         goto error;
1034                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1035                                 i_pos, o_pos, div_off);
1036         }
1037
1038         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1039                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1040                 if (i1 < 0)
1041                         goto error;
1042                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1043                          i_pos, o_pos, div_off);
1044         }
1045
1046         isl_basic_map_free(bmap2);
1047
1048         return bmap1;
1049
1050 error:
1051         isl_basic_map_free(bmap1);
1052         isl_basic_map_free(bmap2);
1053         return NULL;
1054 }
1055
1056 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1057                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1058 {
1059         return (struct isl_basic_set *)
1060                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1061                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1062 }
1063
1064 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_dim(struct isl_basic_map *base,
1065                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1066                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1067 {
1068         struct isl_basic_map *ext;
1069         unsigned flags;
1070         int dims_ok;
1071
1072         if (!dim)
1073                 goto error;
1074
1075         if (!base)
1076                 goto error;
1077
1078         dims_ok = isl_dim_equal(base->dim, dim) &&
1079                   base->extra >= base->n_div + extra;
1080
1081         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1082                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1083                 isl_dim_free(dim);
1084                 return base;
1085         }
1086
1087         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1088         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1089         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1090         extra += base->extra;
1091         n_eq += base->n_eq;
1092         n_ineq += base->n_ineq;
1093
1094         ext = isl_basic_map_alloc_dim(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1095         dim = NULL;
1096         if (!ext)
1097                 goto error;
1098
1099         if (dims_ok)
1100                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1101         flags = base->flags;
1102         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1103         if (ext) {
1104                 ext->flags = flags;
1105                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1106         }
1107
1108         return ext;
1109
1110 error:
1111         isl_dim_free(dim);
1112         isl_basic_map_free(base);
1113         return NULL;
1114 }
1115
1116 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_dim(struct isl_basic_set *base,
1117                 struct isl_dim *dim, unsigned extra,
1118                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1119 {
1120         return (struct isl_basic_set *)
1121                 isl_basic_map_extend_dim((struct isl_basic_map *)base, dim,
1122                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1123 }
1124
1125 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1126                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1127 {
1128         if (!base)
1129                 return NULL;
1130         return isl_basic_map_extend_dim(base, isl_dim_copy(base->dim),
1131                                         0, n_eq, n_ineq);
1132 }
1133
1134 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1135                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1136                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1137 {
1138         struct isl_basic_map *bmap;
1139         struct isl_dim *dim;
1140
1141         if (!base)
1142                 return NULL;
1143         dim = isl_dim_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1144         if (!dim)
1145                 goto error;
1146
1147         bmap = isl_basic_map_extend_dim(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1148         return bmap;
1149 error:
1150         isl_basic_map_free(base);
1151         return NULL;
1152 }
1153
1154 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1155                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1156                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1157 {
1158         return (struct isl_basic_set *)
1159                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1160                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1161 }
1162
1163 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1164                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1165 {
1166         return (struct isl_basic_set *)
1167                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1168                                                     n_eq, n_ineq);
1169 }
1170
1171 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1172 {
1173         return (struct isl_basic_set *)
1174                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1175 }
1176
1177 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1178 {
1179         if (!bmap)
1180                 return NULL;
1181
1182         if (bmap->ref > 1) {
1183                 bmap->ref--;
1184                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1185         }
1186         if (bmap)
1187                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1188         return bmap;
1189 }
1190
1191 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1192 {
1193         if (!set)
1194                 return NULL;
1195
1196         if (set->ref == 1)
1197                 return set;
1198         set->ref--;
1199         return isl_set_dup(set);
1200 }
1201
1202 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1203 {
1204         if (!map)
1205                 return NULL;
1206
1207         if (map->ref == 1)
1208                 return map;
1209         map->ref--;
1210         return isl_map_dup(map);
1211 }
1212
1213 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1214                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1215 {
1216         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1217         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1218         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1219 }
1220
1221 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1222         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1223 {
1224         int i;
1225         struct isl_blk blk;
1226
1227         if (!bmap)
1228                 goto error;
1229
1230         isl_assert(bmap->ctx,
1231                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1232
1233         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1234                 return bmap;
1235
1236         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1237         if (!bmap)
1238                 return NULL;
1239
1240         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1241         if (isl_blk_is_error(blk))
1242                 goto error;
1243
1244         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1245                 swap_vars(blk,
1246                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1247
1248         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1249                 swap_vars(blk,
1250                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1251
1252         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1253                 swap_vars(blk,
1254                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1255
1256         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1257
1258         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1259         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1260         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1261 error:
1262         isl_basic_map_free(bmap);
1263         return NULL;
1264 }
1265
1266 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1267         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1268 {
1269         unsigned dim;
1270         unsigned nparam;
1271
1272         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1273         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1274         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1275
1276         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1277 error:
1278         isl_basic_set_free(bset);
1279         return NULL;
1280 }
1281
1282 static __isl_give isl_set *isl_set_swap_vars(__isl_take isl_set *set,
1283         unsigned n)
1284 {
1285         int i;
1286         set = isl_set_cow(set);
1287         if (!set)
1288                 return NULL;
1289
1290         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1291                 set->p[i] = isl_basic_set_swap_vars(set->p[i], n);
1292                 if (!set->p[i]) {
1293                         isl_set_free(set);
1294                         return NULL;
1295                 }
1296         }
1297         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
1298         return set;
1299 }
1300
1301 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1302 {
1303         int i = 0;
1304         unsigned total;
1305         if (!bmap)
1306                 goto error;
1307         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1308         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1309         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1310         if (bmap->n_eq > 0)
1311                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1312         else {
1313                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1314                 if (i < 0)
1315                         goto error;
1316         }
1317         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1318         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1319         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1320         isl_vec_free(bmap->sample);
1321         bmap->sample = NULL;
1322         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1323 error:
1324         isl_basic_map_free(bmap);
1325         return NULL;
1326 }
1327
1328 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1329 {
1330         return (struct isl_basic_set *)
1331                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1332 }
1333
1334 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1335 {
1336         int i;
1337         unsigned off = isl_dim_total(bmap->dim);
1338         isl_int *t = bmap->div[a];
1339         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1340         bmap->div[b] = t;
1341
1342         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1343                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1344
1345         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1346                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1347
1348         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1349                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1350         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1351 }
1352
1353 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1354  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1355  * are not removed.
1356  */
1357 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1358         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1359 {
1360         int i;
1361
1362         if (!map)
1363                 return NULL;
1364         if (n == 0)
1365                 return map;
1366
1367         map = isl_map_cow(map);
1368         if (!map)
1369                 return NULL;
1370         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1371         first += pos(map->dim, type) - 1;
1372
1373         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1374                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], first, n);
1375                 if (!map->p[i])
1376                         goto error;
1377         }
1378         return map;
1379 error:
1380         isl_map_free(map);
1381         return NULL;
1382 }
1383
1384 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1385  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1386  * are not removed.
1387  */
1388 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1389         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1390 {
1391         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1392 }
1393
1394 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1395  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1396  * are not removed.
1397  */
1398 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1399         unsigned first, unsigned n)
1400 {
1401         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1402 }
1403
1404 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1405         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1406 {
1407         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap, isl_dim_total(bmap->dim),
1408                                                 bmap->n_div);
1409         if (!bmap)
1410                 return NULL;
1411         bmap->n_div = 0;
1412         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1413 }
1414
1415 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1416         __isl_take isl_basic_set *bset)
1417 {
1418         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1419                         (struct isl_basic_map *)bset);
1420 }
1421
1422 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1423 {
1424         int i;
1425
1426         if (!map)
1427                 return NULL;
1428         if (map->n == 0)
1429                 return map;
1430
1431         map = isl_map_cow(map);
1432         if (!map)
1433                 return NULL;
1434
1435         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1436                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1437                 if (!map->p[i])
1438                         goto error;
1439         }
1440         return map;
1441 error:
1442         isl_map_free(map);
1443         return NULL;
1444 }
1445
1446 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1447 {
1448         return isl_map_remove_divs(set);
1449 }
1450
1451 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1452         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1453 {
1454         if (!bmap)
1455                 return NULL;
1456         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1457                         goto error);
1458         if (n == 0)
1459                 return bmap;
1460         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1461                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1462         if (!bmap)
1463                 return bmap;
1464         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1465                 return bmap;
1466         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1467         return bmap;
1468 error:
1469         isl_basic_map_free(bmap);
1470         return NULL;
1471 }
1472
1473 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1474  * any of the given variables.
1475  */
1476 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1477         unsigned first, unsigned n)
1478 {
1479         int i;
1480         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1481
1482         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1483                 return 0;
1484         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1485                 return 1;
1486
1487         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1488                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1489                         continue;
1490                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1491                         return 1;
1492         }
1493
1494         return 0;
1495 }
1496
1497 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1498  * in their definitions.
1499  */
1500 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1501         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1502         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1503 {
1504         int i;
1505
1506         if (!bmap)
1507                 return NULL;
1508         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1509                         goto error);
1510         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1511
1512         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1513                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1514                         continue;
1515                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1516         }
1517
1518         return bmap;
1519 error:
1520         isl_basic_map_free(bmap);
1521         return NULL;
1522 }
1523
1524 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1525         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1526 {
1527         int i;
1528
1529         if (!map)
1530                 return NULL;
1531         if (map->n == 0)
1532                 return map;
1533
1534         map = isl_map_cow(map);
1535         if (!map)
1536                 return NULL;
1537
1538         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1539                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1540                                                                 type, first, n);
1541                 if (!map->p[i])
1542                         goto error;
1543         }
1544         return map;
1545 error:
1546         isl_map_free(map);
1547         return NULL;
1548 }
1549
1550 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1551         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1552 {
1553         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1554                                                               type, first, n);
1555 }
1556
1557 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1558         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1559 {
1560         int i;
1561
1562         if (!bset)
1563                 return -1;
1564
1565         if (first + n > isl_basic_set_dim(bset, type))
1566                 isl_die(bset->ctx, isl_error_invalid,
1567                         "index out of bounds", return -1);
1568
1569         first += isl_basic_set_offset(bset, type);
1570         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
1571                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->eq[i] + first, n) >= 0)
1572                         return 1;
1573         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i)
1574                 if (isl_seq_first_non_zero(bset->ineq[i] + first, n) >= 0)
1575                         return 1;
1576
1577         return 0;
1578 }
1579
1580 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1581         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1582 {
1583         int i;
1584
1585         if (!set)
1586                 return -1;
1587
1588         if (first + n > isl_set_dim(set, type))
1589                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
1590                         "index out of bounds", return -1);
1591
1592         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
1593                 int involves = isl_basic_set_involves_dims(set->p[i],
1594                                                             type, first, n);
1595                 if (involves < 0 || !involves)
1596                         return involves;
1597         }
1598
1599         return 1;
1600 }
1601
1602 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1603  * on unknown divs.
1604  */
1605 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1606 {
1607         int i;
1608         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1609
1610         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1611                 return 1;
1612
1613         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1614                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1615                         continue;
1616                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1617                         return 1;
1618         }
1619
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1624  */
1625 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1626         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1627 {
1628         int i;
1629
1630         if (!bmap)
1631                 return NULL;
1632
1633         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1634                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1635                         continue;
1636                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1637         }
1638
1639         return bmap;
1640 }
1641
1642 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1643 {
1644         int i;
1645
1646         if (!map)
1647                 return NULL;
1648         if (map->n == 0)
1649                 return map;
1650
1651         map = isl_map_cow(map);
1652         if (!map)
1653                 return NULL;
1654
1655         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1656                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1657                 if (!map->p[i])
1658                         goto error;
1659         }
1660         return map;
1661 error:
1662         isl_map_free(map);
1663         return NULL;
1664 }
1665
1666 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1667 {
1668         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1669 }
1670
1671 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1672         __isl_take isl_basic_set *bset,
1673         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1674 {
1675         return (isl_basic_set *)
1676             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1677 }
1678
1679 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1680         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1681 {
1682         int i;
1683
1684         if (n == 0)
1685                 return map;
1686
1687         map = isl_map_cow(map);
1688         if (!map)
1689                 return NULL;
1690         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1691
1692         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1693                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1694                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1695                 if (!map->p[i])
1696                         goto error;
1697         }
1698         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1699         return map;
1700 error:
1701         isl_map_free(map);
1702         return NULL;
1703 }
1704
1705 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1706         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1707 {
1708         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1709 }
1710
1711 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1712 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1713         unsigned first, unsigned n)
1714 {
1715         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1716 }
1717
1718 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1719                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1720 {
1721         const char *name;
1722         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1723         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1724         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1725         if (!pos)
1726                 isl_int_print(out, c, 0);
1727         else {
1728                 if (!isl_int_is_one(c))
1729                         isl_int_print(out, c, 0);
1730                 if (pos < 1 + nparam) {
1731                         name = isl_dim_get_name(bmap->dim,
1732                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1733                         if (name)
1734                                 fprintf(out, "%s", name);
1735                         else
1736                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1737                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1738                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1739                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1740                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1741                 else
1742                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1743         }
1744 }
1745
1746 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1747                                 int sign, FILE *out)
1748 {
1749         int i;
1750         int first;
1751         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1752         isl_int v;
1753
1754         isl_int_init(v);
1755         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1756                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1757                         continue;
1758                 if (!first)
1759                         fprintf(out, " + ");
1760                 first = 0;
1761                 isl_int_abs(v, c[i]);
1762                 dump_term(bmap, v, i, out);
1763         }
1764         isl_int_clear(v);
1765         if (first)
1766                 fprintf(out, "0");
1767 }
1768
1769 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1770                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1771 {
1772         int i;
1773
1774         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1775
1776         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
1777         fprintf(out, " %s ", op);
1778         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
1779
1780         fprintf(out, "\n");
1781
1782         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
1783                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_dim_total(bmap->dim)+i]))
1784                         continue;
1785                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1786                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
1787                 abort();
1788         }
1789 }
1790
1791 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
1792                                 isl_int **c, unsigned n,
1793                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1794 {
1795         int i;
1796
1797         for (i = 0; i < n; ++i)
1798                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
1799 }
1800
1801 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
1802 {
1803         int j;
1804         int first = 1;
1805         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1806
1807         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
1808                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
1809                         continue;
1810                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
1811                         fprintf(out, "+");
1812                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
1813                 first = 0;
1814         }
1815 }
1816
1817 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
1818 {
1819         int i;
1820
1821         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
1822         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
1823
1824         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1825                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
1826                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
1827                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
1828                 fprintf(out, ")/");
1829                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
1830                 fprintf(out, "]\n");
1831         }
1832 }
1833
1834 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
1835         FILE *out, int indent)
1836 {
1837         if (!bset) {
1838                 fprintf(out, "null basic set\n");
1839                 return;
1840         }
1841
1842         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1843         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
1844                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
1845                         bset->extra, bset->flags);
1846         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
1847 }
1848
1849 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
1850         FILE *out, int indent)
1851 {
1852         if (!bmap) {
1853                 fprintf(out, "null basic map\n");
1854                 return;
1855         }
1856
1857         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1858         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
1859                         "flags: %x, n_name: %d\n",
1860                 bmap->ref,
1861                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
1862                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_name);
1863         dump(bmap, out, indent);
1864 }
1865
1866 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1867 {
1868         unsigned total;
1869         if (!bmap)
1870                 return -1;
1871         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1872         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1873         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
1874         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
1875         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1876         return 0;
1877 }
1878
1879 struct isl_set *isl_set_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
1880 {
1881         struct isl_set *set;
1882
1883         if (!dim)
1884                 return NULL;
1885         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
1886         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
1887         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
1888                         sizeof(struct isl_set) +
1889                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
1890         if (!set)
1891                 goto error;
1892
1893         set->ctx = dim->ctx;
1894         isl_ctx_ref(set->ctx);
1895         set->ref = 1;
1896         set->size = n;
1897         set->n = 0;
1898         set->dim = dim;
1899         set->flags = flags;
1900         return set;
1901 error:
1902         isl_dim_free(dim);
1903         return NULL;
1904 }
1905
1906 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
1907                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
1908 {
1909         struct isl_set *set;
1910         struct isl_dim *dims;
1911
1912         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
1913         if (!dims)
1914                 return NULL;
1915
1916         set = isl_set_alloc_dim(dims, n, flags);
1917         return set;
1918 }
1919
1920 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
1921  */
1922 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
1923 {
1924         int i;
1925         struct isl_map *grown = NULL;
1926
1927         if (!map)
1928                 return NULL;
1929         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
1930         if (map->n + n <= map->size)
1931                 return map;
1932         grown = isl_map_alloc_dim(isl_map_get_dim(map), map->n + n, map->flags);
1933         if (!grown)
1934                 goto error;
1935         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1936                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
1937                 if (!grown->p[i])
1938                         goto error;
1939                 grown->n++;
1940         }
1941         isl_map_free(map);
1942         return grown;
1943 error:
1944         isl_map_free(grown);
1945         isl_map_free(map);
1946         return NULL;
1947 }
1948
1949 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
1950  */
1951 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
1952 {
1953         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
1954 }
1955
1956 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
1957 {
1958         int i;
1959         struct isl_set *dup;
1960
1961         if (!set)
1962                 return NULL;
1963
1964         dup = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(set->dim), set->n, set->flags);
1965         if (!dup)
1966                 return NULL;
1967         for (i = 0; i < set->n; ++i)
1968                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
1969         return dup;
1970 }
1971
1972 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
1973 {
1974         return isl_map_from_basic_map(bset);
1975 }
1976
1977 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
1978 {
1979         struct isl_map *map;
1980
1981         if (!bmap)
1982                 return NULL;
1983
1984         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
1985         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
1986 }
1987
1988 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
1989                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
1990 {
1991         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
1992                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
1993 }
1994
1995 void isl_set_free(struct isl_set *set)
1996 {
1997         int i;
1998
1999         if (!set)
2000                 return;
2001
2002         if (--set->ref > 0)
2003                 return;
2004
2005         isl_ctx_deref(set->ctx);
2006         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2007                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2008         isl_dim_free(set->dim);
2009         free(set);
2010 }
2011
2012 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2013 {
2014         int i;
2015
2016         if (!set) {
2017                 fprintf(out, "null set\n");
2018                 return;
2019         }
2020
2021         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2022         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2023                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2024                         set->flags);
2025         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2026                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2027                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2028                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2029         }
2030 }
2031
2032 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2033 {
2034         int i;
2035
2036         if (!map) {
2037                 fprintf(out, "null map\n");
2038                 return;
2039         }
2040
2041         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2042         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2043                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2044                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2045                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_name);
2046         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2047                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2048                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2049                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2050         }
2051 }
2052
2053 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2054                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2055 {
2056         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2057
2058         if (!bmap || !bset)
2059                 goto error;
2060
2061         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2062                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2063
2064         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2065                 isl_assert(bset->ctx,
2066                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2067
2068         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2069         if (!bmap)
2070                 goto error;
2071         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2072                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2073         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2074         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2075
2076         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2077         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2078 error:
2079         isl_basic_map_free(bmap);
2080         isl_basic_set_free(bset);
2081         return NULL;
2082 }
2083
2084 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2085                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2086 {
2087         struct isl_basic_map *bmap_range;
2088
2089         if (!bmap || !bset)
2090                 goto error;
2091
2092         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2093                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2094
2095         if (isl_dim_size(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2096                 isl_assert(bset->ctx,
2097                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2098
2099         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2100                 isl_basic_set_free(bset);
2101                 return bmap;
2102         }
2103
2104         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2105         if (!bmap)
2106                 goto error;
2107         bmap = isl_basic_map_extend_dim(bmap, isl_dim_copy(bmap->dim),
2108                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2109         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_dim_copy(bset->dim));
2110         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2111
2112         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2113         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2114 error:
2115         isl_basic_map_free(bmap);
2116         isl_basic_set_free(bset);
2117         return NULL;
2118 }
2119
2120 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2121 {
2122         int i;
2123         unsigned total;
2124         isl_int s;
2125
2126         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2127         if (total != vec->size)
2128                 return -1;
2129
2130         isl_int_init(s);
2131
2132         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2133                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2134                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2135                         isl_int_clear(s);
2136                         return 0;
2137                 }
2138         }
2139
2140         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2141                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2142                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2143                         isl_int_clear(s);
2144                         return 0;
2145                 }
2146         }
2147
2148         isl_int_clear(s);
2149
2150         return 1;
2151 }
2152
2153 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2154 {
2155         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2156 }
2157
2158 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2159                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2160 {
2161         struct isl_vec *sample = NULL;
2162
2163         if (!bmap1 || !bmap2)
2164                 goto error;
2165
2166         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2167                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2168         if (isl_dim_total(bmap1->dim) ==
2169                                 isl_dim_size(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2170             isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2171                                 isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2172                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2173
2174         if (isl_dim_total(bmap2->dim) !=
2175                                         isl_dim_size(bmap2->dim, isl_dim_param))
2176                 isl_assert(bmap1->ctx,
2177                             isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2178
2179         if (bmap1->sample &&
2180             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2181             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2182                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2183         else if (bmap2->sample &&
2184             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2185             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2186                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2187
2188         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2189         if (!bmap1)
2190                 goto error;
2191         bmap1 = isl_basic_map_extend_dim(bmap1, isl_dim_copy(bmap1->dim),
2192                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2193         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2194
2195         if (!bmap1)
2196                 isl_vec_free(sample);
2197         else if (sample) {
2198                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2199                 bmap1->sample = sample;
2200         }
2201
2202         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2203         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2204 error:
2205         if (sample)
2206                 isl_vec_free(sample);
2207         isl_basic_map_free(bmap1);
2208         isl_basic_map_free(bmap2);
2209         return NULL;
2210 }
2211
2212 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2213                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2214 {
2215         return (struct isl_basic_set *)
2216                 isl_basic_map_intersect(
2217                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2218                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2219 }
2220
2221 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2222  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2223  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2224  * added to the other map.
2225  */
2226 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2227         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2228 {
2229         struct isl_basic_map *bmap1;
2230         struct isl_basic_map *bmap2;
2231
2232         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2233         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2234         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2235         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2236
2237         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2238                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2239
2240         isl_assert(map2->ctx,
2241                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2242
2243         map1 = isl_map_cow(map1);
2244         if (!map1)
2245                 goto error;
2246         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2247                 isl_map_free(map2);
2248                 return map1;
2249         }
2250         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2251         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2252                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2253         else
2254                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2255                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2256
2257         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2258         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2259         if (!map1->p[0])
2260                 goto error;
2261
2262         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2263                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2264                 map1->n = 0;
2265         }
2266
2267         isl_map_free(map2);
2268
2269         return map1;
2270 error:
2271         isl_map_free(map1);
2272         isl_map_free(map2);
2273         return NULL;
2274 }
2275
2276 struct isl_map *isl_map_intersect(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2277 {
2278         unsigned flags = 0;
2279         struct isl_map *result;
2280         int i, j;
2281
2282         if (!map1 || !map2)
2283                 goto error;
2284
2285         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2286                 isl_map_free(map2);
2287                 return map1;
2288         }
2289         if (isl_map_plain_is_empty(map2)) {
2290                 isl_map_free(map1);
2291                 return map2;
2292         }
2293
2294         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2295             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2296             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2297             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2298              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2299                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2300         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
2301                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
2302         if (isl_dim_total(map1->dim) ==
2303                                 isl_dim_size(map1->dim, isl_dim_param) &&
2304             isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2305                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2306
2307         if (isl_dim_total(map2->dim) != isl_dim_size(map2->dim, isl_dim_param))
2308                 isl_assert(map1->ctx,
2309                             isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2310
2311         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2312             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2313                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2314
2315         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2316                                 map1->n * map2->n, flags);
2317         if (!result)
2318                 goto error;
2319         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2320                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2321                         struct isl_basic_map *part;
2322                         part = isl_basic_map_intersect(
2323                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2324                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2325                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2326                                 isl_basic_map_free(part);
2327                         else
2328                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2329                         if (!result)
2330                                 goto error;
2331                 }
2332         isl_map_free(map1);
2333         isl_map_free(map2);
2334         return result;
2335 error:
2336         isl_map_free(map1);
2337         isl_map_free(map2);
2338         return NULL;
2339 }
2340
2341 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2342 {
2343         return (struct isl_set *)
2344                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2345                                   (struct isl_map *)set2);
2346 }
2347
2348 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2349 {
2350         struct isl_dim *dim;
2351         struct isl_basic_set *bset;
2352         unsigned in;
2353
2354         if (!bmap)
2355                 return NULL;
2356         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2357         if (!bmap)
2358                 return NULL;
2359         dim = isl_dim_reverse(isl_dim_copy(bmap->dim));
2360         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2361         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2362         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2363         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2364 }
2365
2366 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2367                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2368 {
2369         struct isl_dim *res_dim;
2370         struct isl_basic_map *res;
2371         struct isl_dim_map *dim_map;
2372         unsigned total, off;
2373         enum isl_dim_type t;
2374
2375         if (n == 0)
2376                 return bmap;
2377
2378         if (!bmap)
2379                 return NULL;
2380
2381         res_dim = isl_dim_insert(isl_basic_map_get_dim(bmap), type, pos, n);
2382
2383         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2384         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2385         off = 0;
2386         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2387                 if (t != type) {
2388                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2389                 } else {
2390                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2391                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2392                                                 0, pos, off);
2393                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2394                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2395                 }
2396                 off += isl_dim_size(res_dim, t);
2397         }
2398         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2399
2400         res = isl_basic_map_alloc_dim(res_dim,
2401                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2402         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2403                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2404         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2405         return isl_basic_map_finalize(res);
2406 }
2407
2408 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2409                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2410 {
2411         if (!bmap)
2412                 return NULL;
2413         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2414                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2415 }
2416
2417 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2418                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2419 {
2420         if (!bset)
2421                 return NULL;
2422         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2423         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2424 error:
2425         isl_basic_set_free(bset);
2426         return NULL;
2427 }
2428
2429 __isl_give isl_map *isl_map_insert(__isl_take isl_map *map,
2430                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2431 {
2432         int i;
2433
2434         if (n == 0)
2435                 return map;
2436
2437         map = isl_map_cow(map);
2438         if (!map)
2439                 return NULL;
2440
2441         map->dim = isl_dim_insert(map->dim, type, pos, n);
2442         if (!map->dim)
2443                 goto error;
2444
2445         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2446                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2447                 if (!map->p[i])
2448                         goto error;
2449         }
2450
2451         return map;
2452 error:
2453         isl_map_free(map);
2454         return NULL;
2455 }
2456
2457 __isl_give isl_set *isl_set_insert(__isl_take isl_set *set,
2458                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2459 {
2460         return (isl_set *)isl_map_insert((isl_map *)set, type, pos, n);
2461 }
2462
2463 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2464                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2465 {
2466         if (!map)
2467                 return NULL;
2468         return isl_map_insert(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2469 }
2470
2471 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2472                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2473 {
2474         if (!set)
2475                 return NULL;
2476         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2477         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2478 error:
2479         isl_set_free(set);
2480         return NULL;
2481 }
2482
2483 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2484         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2485         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2486         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2487 {
2488         int i;
2489         struct isl_dim_map *dim_map;
2490         struct isl_basic_map *res;
2491         enum isl_dim_type t;
2492         unsigned total, off;
2493
2494         if (!bmap)
2495                 return NULL;
2496         if (n == 0)
2497                 return bmap;
2498
2499         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2500                 goto error);
2501
2502         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2503                 return bmap;
2504
2505         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2506
2507         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2508             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2509                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2510                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2511                 if (!bmap)
2512                         return NULL;
2513
2514                 bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2515                                                 src_type, src_pos, n);
2516                 if (!bmap->dim)
2517                         goto error;
2518
2519                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2520
2521                 return bmap;
2522         }
2523
2524         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2525         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2526
2527         off = 0;
2528         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2529                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2530                 if (t == dst_type) {
2531                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2532                                             0, dst_pos, off);
2533                         off += dst_pos;
2534                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2535                                             src_pos, n, off);
2536                         off += n;
2537                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2538                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2539                         off += size - dst_pos;
2540                 } else if (t == src_type) {
2541                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2542                                             0, src_pos, off);
2543                         off += src_pos;
2544                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2545                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2546                         off += size - src_pos - n;
2547                 } else {
2548                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2549                         off += size;
2550                 }
2551         }
2552         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2553
2554         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2555                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2556         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2557
2558         bmap->dim = isl_dim_move(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2559                                         src_type, src_pos, n);
2560         if (!bmap->dim)
2561                 goto error;
2562
2563         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2564         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2565         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2566
2567         return bmap;
2568 error:
2569         isl_basic_map_free(bmap);
2570         return NULL;
2571 }
2572
2573 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2574         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2575         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2576 {
2577         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2578                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2579 }
2580
2581 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2582         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2583         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2584 {
2585         if (!set)
2586                 return NULL;
2587         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2588         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2589                                         src_type, src_pos, n);
2590 error:
2591         isl_set_free(set);
2592         return NULL;
2593 }
2594
2595 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2596         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2597         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2598 {
2599         int i;
2600
2601         if (!map)
2602                 return NULL;
2603         if (n == 0)
2604                 return map;
2605
2606         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2607                 goto error);
2608
2609         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2610                 return map;
2611
2612         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2613
2614         map = isl_map_cow(map);
2615         if (!map)
2616                 return NULL;
2617
2618         map->dim = isl_dim_move(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2619         if (!map->dim)
2620                 goto error;
2621
2622         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2623                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2624                                                 dst_type, dst_pos,
2625                                                 src_type, src_pos, n);
2626                 if (!map->p[i])
2627                         goto error;
2628         }
2629
2630         return map;
2631 error:
2632         isl_map_free(map);
2633         return NULL;
2634 }
2635
2636 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2637  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2638  * That's the responsibility of the caller.
2639  */
2640 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2641         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2642 {
2643         struct isl_dim_map *dim_map;
2644         struct isl_basic_map *res;
2645         enum isl_dim_type t;
2646         unsigned total, off;
2647
2648         if (!bmap)
2649                 return NULL;
2650         if (pos(bmap->dim, type) + first + n == 1 + isl_dim_total(bmap->dim))
2651                 return bmap;
2652
2653         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2654         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2655
2656         off = 0;
2657         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2658                 unsigned size = isl_dim_size(bmap->dim, t);
2659                 if (t == type) {
2660                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2661                                             0, first, off);
2662                         off += first;
2663                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2664                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2665                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2666                                             first + n, size - (first + n), off);
2667                         off += size - (first + n);
2668                 } else {
2669                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2670                         off += size;
2671                 }
2672         }
2673         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2674
2675         res = isl_basic_map_alloc_dim(isl_basic_map_get_dim(bmap),
2676                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2677         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2678         return res;
2679 }
2680
2681 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2682  * into existentially quantified variables.
2683  */
2684 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2685                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2686                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2687 {
2688         int i;
2689         size_t row_size;
2690         isl_int **new_div;
2691         isl_int *old;
2692
2693         if (n == 0)
2694                 return bmap;
2695
2696         if (!bmap)
2697                 return NULL;
2698
2699         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2700                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
2701
2702         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2703                         goto error);
2704
2705         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2706         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2707         if (!bmap)
2708                 return NULL;
2709
2710         row_size = 1 + isl_dim_total(bmap->dim) + bmap->extra;
2711         old = bmap->block2.data;
2712         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2713                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2714         if (!bmap->block2.data)
2715                 goto error;
2716         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2717         if (!new_div)
2718                 goto error;
2719         for (i = 0; i < n; ++i) {
2720                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2721                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2722                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2723         }
2724         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2725                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2726         free(bmap->div);
2727         bmap->div = new_div;
2728         bmap->n_div += n;
2729         bmap->extra += n;
2730
2731         bmap->dim = isl_dim_drop(bmap->dim, type, first, n);
2732         if (!bmap->dim)
2733                 goto error;
2734         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2735         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2736         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2737 error:
2738         isl_basic_map_free(bmap);
2739         return NULL;
2740 }
2741
2742 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2743  * into existentially quantified variables.
2744  */
2745 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
2746                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2747 {
2748         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
2749                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2750 }
2751
2752 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2753  * into existentially quantified variables.
2754  */
2755 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
2756                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2757 {
2758         int i;
2759
2760         if (!map)
2761                 return NULL;
2762
2763         if (n == 0)
2764                 return map;
2765
2766         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2767
2768         map = isl_map_cow(map);
2769         if (!map)
2770                 return NULL;
2771
2772         map->dim = isl_dim_drop(map->dim, type, first, n);
2773         if (!map->dim)
2774                 goto error;
2775
2776         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2777                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
2778                 if (!map->p[i])
2779                         goto error;
2780         }
2781
2782         return map;
2783 error:
2784         isl_map_free(map);
2785         return NULL;
2786 }
2787
2788 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2789  * into existentially quantified variables.
2790  */
2791 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
2792                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2793 {
2794         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
2795 }
2796
2797 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
2798 {
2799         int i, j;
2800
2801         for (i = 0; i < n; ++i) {
2802                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
2803                 if (j < 0)
2804                         goto error;
2805                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
2806         }
2807         return bmap;
2808 error:
2809         isl_basic_map_free(bmap);
2810         return NULL;
2811 }
2812
2813 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
2814                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2815 {
2816         struct isl_dim *dim_result = NULL;
2817         struct isl_basic_map *bmap;
2818         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
2819         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2820
2821         if (!bmap1 || !bmap2)
2822                 goto error;
2823
2824         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2825                                   isl_dim_copy(bmap2->dim));
2826
2827         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2828         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
2829         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2830         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2831
2832         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
2833         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2834         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2835         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2836         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2837         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2838         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
2839         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
2840         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2841         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2842         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2843
2844         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
2845                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
2846                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
2847                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2848         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2849         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2850         bmap = add_divs(bmap, n);
2851         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2852         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
2853         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2854 error:
2855         isl_basic_map_free(bmap1);
2856         isl_basic_map_free(bmap2);
2857         return NULL;
2858 }
2859
2860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
2861                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
2862 {
2863         if (!bset || !bmap)
2864                 goto error;
2865
2866         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
2867                     goto error);
2868
2869         return (struct isl_basic_set *)
2870                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
2871 error:
2872         isl_basic_set_free(bset);
2873         isl_basic_map_free(bmap);
2874         return NULL;
2875 }
2876
2877 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
2878                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2879 {
2880         if (!bmap1 || !bmap2)
2881                 goto error;
2882
2883         isl_assert(bmap1->ctx,
2884             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
2885         isl_assert(bmap1->ctx,
2886             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
2887             goto error);
2888
2889         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
2890         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
2891         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
2892 error:
2893         isl_basic_map_free(bmap1);
2894         isl_basic_map_free(bmap2);
2895         return NULL;
2896 }
2897
2898 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
2899  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2900  */
2901 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
2902                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2903 {
2904         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
2905         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
2906         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
2907         int i;
2908
2909         if (!bmap1 || !bmap2)
2910                 goto error;
2911
2912         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
2913                 goto error);
2914
2915         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
2916         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
2917         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
2918
2919         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
2920         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
2921         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
2922         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
2923         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
2924         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
2925         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
2926         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
2927         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
2928         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
2929         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
2930
2931         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim),
2932                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
2933                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
2934                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
2935         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
2936                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
2937                 if (j < 0)
2938                         goto error;
2939                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
2940                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
2941                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
2942                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
2943         }
2944         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
2945         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
2946         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
2947
2948         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2949         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2950 error:
2951         isl_basic_map_free(bmap);
2952         isl_basic_map_free(bmap1);
2953         isl_basic_map_free(bmap2);
2954         return NULL;
2955 }
2956
2957 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
2958  * A \cap B -> f(A) + f(B)
2959  */
2960 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
2961 {
2962         struct isl_map *result;
2963         int i, j;
2964
2965         if (!map1 || !map2)
2966                 goto error;
2967
2968         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2969
2970         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
2971                                 map1->n * map2->n, 0);
2972         if (!result)
2973                 goto error;
2974         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2975                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2976                         struct isl_basic_map *part;
2977                         part = isl_basic_map_sum(
2978                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2979                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2980                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2981                                 isl_basic_map_free(part);
2982                         else
2983                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2984                         if (!result)
2985                                 goto error;
2986                 }
2987         isl_map_free(map1);
2988         isl_map_free(map2);
2989         return result;
2990 error:
2991         isl_map_free(map1);
2992         isl_map_free(map2);
2993         return NULL;
2994 }
2995
2996 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
2997         __isl_take isl_set *set2)
2998 {
2999         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3000 }
3001
3002 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3003  */
3004 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3005 {
3006         int i, j;
3007         unsigned off, n;
3008
3009         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3010         if (!bmap)
3011                 return NULL;
3012
3013         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3014         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3015         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3016                 for (j = 0; j < n; ++j)
3017                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3018         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3019                 for (j = 0; j < n; ++j)
3020                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3021         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3022                 for (j = 0; j < n; ++j)
3023                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3024         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3025 }
3026
3027 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3028 {
3029         return isl_basic_map_neg(bset);
3030 }
3031
3032 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3033  */
3034 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3035 {
3036         int i;
3037
3038         map = isl_map_cow(map);
3039         if (!map)
3040                 return NULL;
3041
3042         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3043                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3044                 if (!map->p[i])
3045                         goto error;
3046         }
3047
3048         return map;
3049 error:
3050         isl_map_free(map);
3051         return NULL;
3052 }
3053
3054 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3055 {
3056         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3057 }
3058
3059 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3060  * A -> floor(f(A)/d).
3061  */
3062 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3063                 isl_int d)
3064 {
3065         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3066         struct isl_basic_map *result = NULL;
3067         struct isl_dim_map *dim_map;
3068         int i;
3069
3070         if (!bmap)
3071                 return NULL;
3072
3073         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3074         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3075         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3076
3077         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3078         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3079         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3080         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3081         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3082         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3083
3084         result = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap->dim),
3085                         bmap->n_div + n_out,
3086                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3087         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3088         result = add_divs(result, n_out);
3089         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3090                 int j;
3091                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3092                 if (j < 0)
3093                         goto error;
3094                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3095                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3096                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3097                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3098                 if (j < 0)
3099                         goto error;
3100                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3101                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3102                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3103                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3104         }
3105
3106         result = isl_basic_map_simplify(result);
3107         return isl_basic_map_finalize(result);
3108 error:
3109         isl_basic_map_free(result);
3110         return NULL;
3111 }
3112
3113 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3114  * A -> floor(f(A)/d).
3115  */
3116 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3117 {
3118         int i;
3119
3120         map = isl_map_cow(map);
3121         if (!map)
3122                 return NULL;
3123
3124         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3125         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3126         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3127                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3128                 if (!map->p[i])
3129                         goto error;
3130         }
3131
3132         return map;
3133 error:
3134         isl_map_free(map);
3135         return NULL;
3136 }
3137
3138 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3139 {
3140         int i;
3141         unsigned nparam;
3142         unsigned n_in;
3143
3144         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3145         if (i < 0)
3146                 goto error;
3147         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3148         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3149         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3150         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3151         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3152         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3153 error:
3154         isl_basic_map_free(bmap);
3155         return NULL;
3156 }
3157
3158 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3159  */
3160 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3161 {
3162         int i;
3163         unsigned nparam;
3164         unsigned n_in;
3165
3166         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3167         if (i < 0)
3168                 goto error;
3169         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3170         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3171         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3172         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3173         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3174         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3175         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3176 error:
3177         isl_basic_map_free(bmap);
3178         return NULL;
3179 }
3180
3181 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3182  */
3183 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3184         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3185 {
3186         int i;
3187         unsigned nparam;
3188         unsigned n_in;
3189
3190         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3191         if (i < 0)
3192                 goto error;
3193         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3194         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3195         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3196         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3197         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3198         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3199 error:
3200         isl_basic_map_free(bmap);
3201         return NULL;
3202 }
3203
3204 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3205  */
3206 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3207 {
3208         int i;
3209         unsigned nparam;
3210         unsigned n_in;
3211
3212         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3213         if (i < 0)
3214                 goto error;
3215         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3216         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3217         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3218         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3219         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3220         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3221         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3222 error:
3223         isl_basic_map_free(bmap);
3224         return NULL;
3225 }
3226
3227 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3228  */
3229 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3230         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3231 {
3232         int i;
3233         unsigned nparam;
3234         unsigned n_in;
3235
3236         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3237         if (i < 0)
3238                 goto error;
3239         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3240         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3241         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3242         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3243         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3244         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3245 error:
3246         isl_basic_map_free(bmap);
3247         return NULL;
3248 }
3249
3250 struct isl_basic_map *isl_basic_map_equal(struct isl_dim *dim, unsigned n_equal)
3251 {
3252         int i;
3253         struct isl_basic_map *bmap;
3254         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_equal, 0);
3255         if (!bmap)
3256                 return NULL;
3257         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3258                 bmap = var_equal(bmap, i);
3259         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3260 }
3261
3262 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3263  */
3264 struct isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3265 {
3266         int i;
3267         struct isl_basic_map *bmap;
3268         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3269         if (!bmap)
3270                 return NULL;
3271         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3272                 bmap = var_equal(bmap, i);
3273         if (bmap)
3274                 bmap = var_less(bmap, pos);
3275         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3276 }
3277
3278 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3279  */
3280 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3281         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3282 {
3283         int i;
3284         isl_basic_map *bmap;
3285
3286         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3287         for (i = 0; i < pos; ++i)
3288                 bmap = var_equal(bmap, i);
3289         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3290         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3291 }
3292
3293 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3294  */
3295 struct isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(struct isl_dim *dim, unsigned pos)
3296 {
3297         int i;
3298         struct isl_basic_map *bmap;
3299         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3300         if (!bmap)
3301                 return NULL;
3302         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3303                 bmap = var_equal(bmap, i);
3304         if (bmap)
3305                 bmap = var_more(bmap, pos);
3306         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3307 }
3308
3309 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3310  */
3311 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3312         __isl_take isl_dim *dim, unsigned pos)
3313 {
3314         int i;
3315         isl_basic_map *bmap;
3316
3317         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, pos, 1);
3318         for (i = 0; i < pos; ++i)
3319                 bmap = var_equal(bmap, i);
3320         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3321         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3322 }
3323
3324 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3325         unsigned n, int equal)
3326 {
3327         struct isl_map *map;
3328         int i;
3329
3330         if (n == 0 && equal)
3331                 return isl_map_universe(dims);
3332
3333         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3334
3335         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3336                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3337                                   isl_basic_map_less_at(isl_dim_copy(dims), i));
3338         if (n > 0) {
3339                 if (equal)
3340                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3341                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3342                 else
3343                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3344                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3345         } else
3346                 isl_dim_free(dims);
3347
3348         return map;
3349 }
3350
3351 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3352 {
3353         if (!dims)
3354                 return NULL;
3355         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3356 }
3357
3358 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3359 {
3360         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3361 }
3362
3363 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3364 {
3365         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3366 }
3367
3368 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3369 {
3370         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3371 }
3372
3373 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_dim *set_dim)
3374 {
3375         return map_lex_lte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3376 }
3377
3378 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_dim *dims,
3379         unsigned n, int equal)
3380 {
3381         struct isl_map *map;
3382         int i;
3383
3384         if (n == 0 && equal)
3385                 return isl_map_universe(dims);
3386
3387         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3388
3389         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3390                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3391                                   isl_basic_map_more_at(isl_dim_copy(dims), i));
3392         if (n > 0) {
3393                 if (equal)
3394                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3395                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3396                 else
3397                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3398                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3399         } else
3400                 isl_dim_free(dims);
3401
3402         return map;
3403 }
3404
3405 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_dim *dims, int equal)
3406 {
3407         if (!dims)
3408                 return NULL;
3409         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3410 }
3411
3412 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3413 {
3414         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3415 }
3416
3417 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_dim *dim, unsigned n)
3418 {
3419         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3420 }
3421
3422 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_dim *set_dim)
3423 {
3424         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 0);
3425 }
3426
3427 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_dim *set_dim)
3428 {
3429         return map_lex_gte(isl_dim_map_from_set(set_dim), 1);
3430 }
3431
3432 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3433         __isl_take isl_set *set2)
3434 {
3435         isl_map *map;
3436         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_dim(set1));
3437         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3438         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3439         return map;
3440 }
3441
3442 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3443         __isl_take isl_set *set2)
3444 {
3445         isl_map *map;
3446         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_dim(set1));
3447         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3448         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3449         return map;
3450 }
3451
3452 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3453         __isl_take isl_set *set2)
3454 {
3455         isl_map *map;
3456         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_dim(set1));
3457         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3458         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3459         return map;
3460 }
3461
3462 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3463         __isl_take isl_set *set2)
3464 {
3465         isl_map *map;
3466         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_dim(set1));
3467         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3468         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3469         return map;
3470 }
3471
3472 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3473         __isl_take isl_map *map2)
3474 {
3475         isl_map *map;
3476         map = isl_map_lex_le(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3477         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3478         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3479         return map;
3480 }
3481
3482 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3483         __isl_take isl_map *map2)
3484 {
3485         isl_map *map;
3486         map = isl_map_lex_lt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3487         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3488         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3489         return map;
3490 }
3491
3492 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3493         __isl_take isl_map *map2)
3494 {
3495         isl_map *map;
3496         map = isl_map_lex_ge(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3497         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3498         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3499         return map;
3500 }
3501
3502 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3503         __isl_take isl_map *map2)
3504 {
3505         isl_map *map;
3506         map = isl_map_lex_gt(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map1)));
3507         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3508         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3509         return map;
3510 }
3511
3512 struct isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3513                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_dim *dim)
3514 {
3515         struct isl_basic_map *bmap;
3516
3517         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3518         if (!bset || !dim)
3519                 goto error;
3520
3521         isl_assert(bset->ctx, isl_dim_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3522         isl_dim_free(bset->dim);
3523         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3524         bmap->dim = dim;
3525         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3526 error:
3527         isl_basic_set_free(bset);
3528         isl_dim_free(dim);
3529         return NULL;
3530 }
3531
3532 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3533 {
3534         if (!bmap)
3535                 goto error;
3536         if (bmap->dim->n_in == 0)
3537                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3538         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3539         if (!bmap)
3540                 goto error;
3541         bmap->dim = isl_dim_as_set_dim(bmap->dim);
3542         if (!bmap->dim)
3543                 goto error;
3544         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3545         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3546 error:
3547         isl_basic_map_free(bmap);
3548         return NULL;
3549 }
3550
3551 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3552  *
3553  *              f - m d >= 0
3554  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3555  *
3556  * Note that the second constraint is the negation of
3557  *
3558  *              f - m d >= n
3559  */
3560 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3561         unsigned pos, isl_int *div)
3562 {
3563         int i, j;
3564         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3565
3566         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3567         if (i < 0)
3568                 return -1;
3569         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3570         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3571
3572         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3573         if (j < 0)
3574                 return -1;
3575         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3576         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3577         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3578         return j;
3579 }
3580
3581 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3582         unsigned pos, isl_int *div)
3583 {
3584         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3585                                                         pos, div);
3586 }
3587
3588 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3589 {
3590         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3591         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3592
3593         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3594                                                         bmap->div[div]);
3595 }
3596
3597 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3598                 struct isl_basic_map *bmap)
3599 {
3600         if (!bmap)
3601                 goto error;
3602         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3603             bmap->n_div == 0 &&
3604             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3605             !isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3606                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3607         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3608         if (!bmap)
3609                 goto error;
3610         bmap->dim = isl_dim_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3611         if (!bmap->dim)
3612                 goto error;
3613         bmap->extra -= bmap->n_div;
3614         bmap->n_div = 0;
3615         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3616         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3617 error:
3618         return NULL;
3619 }
3620
3621 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3622                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3623 {
3624         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3625 }
3626
3627 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3628         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3629 {
3630         struct isl_basic_map *bmap;
3631         struct isl_ctx *ctx;
3632         unsigned total;
3633         int i;
3634
3635         if (!bset || !like)
3636                 goto error;
3637         ctx = bset->ctx;
3638         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3639         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3640         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3641                         goto error);
3642         if (isl_dim_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3643                 isl_basic_map_free(like);
3644                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3645         }
3646         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3647         if (!bset)
3648                 goto error;
3649         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3650         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3651         isl_dim_free(bmap->dim);
3652         bmap->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3653         if (!bmap->dim)
3654                 goto error;
3655         bmap->n_div = like->n_div;
3656         bmap->extra += like->n_div;
3657         if (bmap->extra) {
3658                 unsigned ltotal;
3659                 isl_int **div;
3660                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3661                 if (ltotal > total)
3662                         ltotal = total;
3663                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3664                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3665                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3666                         goto error;
3667                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3668                 if (!div)
3669                         goto error;
3670                 bmap->div = div;
3671                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3672                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3673                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3674                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3675                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3676                 }
3677                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3678                                                         0, 2 * like->n_div);
3679                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3680                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3681                                 continue;
3682                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3683                                 goto error;
3684                 }
3685         }
3686         isl_basic_map_free(like);
3687         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3688         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3689         return bmap;
3690 error:
3691         isl_basic_map_free(like);
3692         isl_basic_set_free(bset);
3693         return NULL;
3694 }
3695
3696 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3697         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3698 {
3699         return (struct isl_basic_set *)
3700                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3701 }
3702
3703 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3704         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3705 {
3706         int i;
3707
3708         if (!set || !like)
3709                 goto error;
3710         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3711                     goto error);
3712         if (isl_dim_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3713                 isl_basic_set_free(like);
3714                 return set;
3715         }
3716         set = isl_set_cow(set);
3717         if (!set)
3718                 goto error;
3719         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3720                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3721                                                       isl_basic_set_copy(like));
3722                 if (!set->p[i])
3723                         goto error;
3724         }
3725         isl_dim_free(set->dim);
3726         set->dim = isl_dim_copy(like->dim);
3727         if (!set->dim)
3728                 goto error;
3729         isl_basic_set_free(like);
3730         return set;
3731 error:
3732         isl_basic_set_free(like);
3733         isl_set_free(set);
3734         return NULL;
3735 }
3736
3737 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
3738 {
3739         int i;
3740
3741         map = isl_map_cow(map);
3742         if (!map)
3743                 return NULL;
3744         map->dim = isl_dim_cow(map->dim);
3745         if (!map->dim)
3746                 goto error;
3747
3748         for (i = 1; i < map->n; ++i)
3749                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
3750                                 goto error);
3751         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3752                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
3753                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
3754                 if (!map->p[i])
3755                         goto error;
3756         }
3757         if (map->n == 0)
3758                 map->dim = isl_dim_underlying(map->dim, 0);
3759         else {
3760                 isl_dim_free(map->dim);
3761                 map->dim = isl_dim_copy(map->p[0]->dim);
3762         }
3763         if (!map->dim)
3764                 goto error;
3765         return (struct isl_set *)map;
3766 error:
3767         isl_map_free(map);
3768         return NULL;
3769 }
3770
3771 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
3772 {
3773         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
3774 }
3775
3776 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_dim(
3777         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_dim *dim)
3778 {
3779         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3780         if (!bmap || !dim)
3781                 goto error;
3782
3783         isl_dim_free(bmap->dim);
3784         bmap->dim = dim;
3785
3786         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3787
3788         return bmap;
3789 error:
3790         isl_basic_map_free(bmap);
3791         isl_dim_free(dim);
3792         return NULL;
3793 }
3794
3795 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_dim(
3796         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_dim *dim)
3797 {
3798         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_dim((isl_basic_map *)bset,
3799                                                         dim);
3800 }
3801
3802 __isl_give isl_map *isl_map_reset_dim(__isl_take isl_map *map,
3803         __isl_take isl_dim *dim)
3804 {
3805         int i;
3806
3807         map = isl_map_cow(map);
3808         if (!map || !dim)
3809                 goto error;
3810
3811         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3812                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_dim(map->p[i],
3813                                                     isl_dim_copy(dim));
3814                 if (!map->p[i])
3815                         goto error;
3816         }
3817         isl_dim_free(map->dim);
3818         map->dim = dim;
3819
3820         return map;
3821 error:
3822         isl_map_free(map);
3823         isl_dim_free(dim);
3824         return NULL;
3825 }
3826
3827 __isl_give isl_set *isl_set_reset_dim(__isl_take isl_set *set,
3828         __isl_take isl_dim *dim)
3829 {
3830         return (struct isl_set *) isl_map_reset_dim((struct isl_map *)set, dim);
3831 }
3832
3833 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
3834 {
3835         isl_dim *dim;
3836         struct isl_basic_set *domain;
3837         unsigned n_in;
3838         unsigned n_out;
3839
3840         if (!bmap)
3841                 return NULL;
3842         dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
3843
3844         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3845         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3846         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3847         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
3848
3849         domain = isl_basic_set_reset_dim(domain, dim);
3850
3851         return domain;
3852 }
3853
3854 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
3855 {
3856         if (!bmap)
3857                 return -1;
3858         return isl_dim_may_be_set(bmap->dim);
3859 }
3860
3861 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
3862 {
3863         if (!bmap)
3864                 return NULL;
3865         if (isl_basic_map_may_be_set(bmap))
3866                 return bmap;
3867         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
3868 }
3869
3870 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
3871         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3872 {
3873         int i, k;
3874         isl_dim *dim;
3875         isl_basic_map *domain;
3876         isl_basic_set *bset;
3877         int nparam, n_in, n_out;
3878         unsigned total;
3879
3880         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3881         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3882         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3883
3884         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3885         domain = isl_basic_map_universe(dim);
3886
3887         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3888         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
3889         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
3890
3891         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3892
3893         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
3894                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3895                 if (k < 0)
3896                         goto error;
3897                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3898                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
3899                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3900         }
3901
3902         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3903         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3904 error:
3905         isl_basic_map_free(bmap);
3906         return NULL;
3907 }
3908
3909 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
3910         __isl_take isl_basic_map *bmap)
3911 {
3912         int i, k;
3913         isl_dim *dim;
3914         isl_basic_map *range;
3915         isl_basic_set *bset;
3916         int nparam, n_in, n_out;
3917         unsigned total;
3918
3919         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
3920         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
3921         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3922
3923         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_range(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
3924         range = isl_basic_map_universe(dim);
3925
3926         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
3927         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
3928         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
3929
3930         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3931
3932         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3933                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3934                 if (k < 0)
3935                         goto error;
3936                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
3937                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
3938                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
3939         }
3940
3941         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3942         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3943 error:
3944         isl_basic_map_free(bmap);
3945         return NULL;
3946 }
3947
3948 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
3949 {
3950         if (!map)
3951                 return -1;
3952         return isl_dim_may_be_set(map->dim);
3953 }
3954
3955 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
3956 {
3957         int i;
3958         struct isl_set *set;
3959
3960         if (!map)
3961                 goto error;
3962         if (isl_map_may_be_set(map))
3963                 return (isl_set *)map;
3964
3965         map = isl_map_cow(map);
3966         if (!map)
3967                 goto error;
3968
3969         set = (struct isl_set *) map;
3970         set->dim = isl_dim_drop_inputs(set->dim, 0, set->dim->n_in);
3971         if (!set->dim)
3972                 goto error;
3973         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3974                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
3975                 if (!set->p[i])
3976                         goto error;
3977         }
3978         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
3979         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
3980         return set;
3981 error:
3982         isl_map_free(map);
3983         return NULL;
3984 }
3985
3986 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
3987 {
3988         int i;
3989         isl_dim *domain_dim;
3990
3991         map = isl_map_cow(map);
3992         if (!map)
3993                 return NULL;
3994
3995         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
3996         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
3997         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
3998         if (!map->dim)
3999                 goto error;
4000         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4001                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4002                 if (!map->p[i])
4003                         goto error;
4004         }
4005         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4006         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4007         return map;
4008 error:
4009         isl_map_free(map);
4010         return NULL;
4011 }
4012
4013 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4014 {
4015         int i;
4016         isl_dim *range_dim;
4017
4018         map = isl_map_cow(map);
4019         if (!map)
4020                 return NULL;
4021
4022         range_dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(map));
4023         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
4024         map->dim = isl_dim_join(map->dim, range_dim);
4025         if (!map->dim)
4026                 goto error;
4027         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4028                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4029                 if (!map->p[i])
4030                         goto error;
4031         }
4032         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4033         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4034         return map;
4035 error:
4036         isl_map_free(map);
4037         return NULL;
4038 }
4039
4040 struct isl_map *isl_map_from_set(struct isl_set *set, struct isl_dim *dim)
4041 {
4042         int i;
4043         struct isl_map *map = NULL;
4044
4045         set = isl_set_cow(set);
4046         if (!set || !dim)
4047                 goto error;
4048         isl_assert(set->ctx, isl_dim_compatible(set->dim, dim), goto error);
4049         map = (struct isl_map *)set;
4050         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4051                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4052                                 set->p[i], isl_dim_copy(dim));
4053                 if (!map->p[i])
4054                         goto error;
4055         }
4056         isl_dim_free(map->dim);
4057         map->dim = dim;
4058         return map;
4059 error:
4060         isl_dim_free(dim);
4061         isl_set_free(set);
4062         return NULL;
4063 }
4064
4065 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4066         __isl_take isl_basic_set *bset)
4067 {
4068         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4069 }
4070
4071 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4072         __isl_take isl_basic_set *bset)
4073 {
4074         return (isl_basic_map *)bset;
4075 }
4076
4077 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4078 {
4079         return (struct isl_map *)set;
4080 }
4081
4082 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4083 {
4084         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4085 }
4086
4087 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4088         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4089 {
4090         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_from_domain(domain),
4091                                          isl_basic_map_from_range(range));
4092 }
4093
4094 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4095         __isl_take isl_set *range)
4096 {
4097         return isl_map_apply_range(isl_map_from_domain(domain),
4098                                    isl_map_from_range(range));
4099 }
4100
4101 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4102 {
4103         int i;
4104         struct isl_set *set = NULL;
4105
4106         if (!map)
4107                 return NULL;
4108         map = isl_map_cow(map);
4109         if (!map)
4110                 return NULL;
4111         map->dim = isl_dim_as_set_dim(map->dim);
4112         if (!map->dim)
4113                 goto error;
4114         set = (struct isl_set *)map;
4115         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4116                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4117                 if (!set->p[i])
4118                         goto error;
4119         }
4120         return set;
4121 error:
4122         isl_map_free(map);
4123         return NULL;
4124 }
4125
4126 struct isl_map *isl_map_alloc_dim(struct isl_dim *dim, int n, unsigned flags)
4127 {
4128         struct isl_map *map;
4129
4130         if (!dim)
4131                 return NULL;
4132         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4133         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4134                         sizeof(struct isl_map) +
4135                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4136         if (!map)
4137                 goto error;
4138
4139         map->ctx = dim->ctx;
4140         isl_ctx_ref(map->ctx);
4141         map->ref = 1;
4142         map->size = n;
4143         map->n = 0;
4144         map->dim = dim;
4145         map->flags = flags;
4146         return map;
4147 error:
4148         isl_dim_free(dim);
4149         return NULL;
4150 }
4151
4152 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4153                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4154                 unsigned flags)
4155 {
4156         struct isl_map *map;
4157         struct isl_dim *dims;
4158
4159         dims = isl_dim_alloc(ctx, nparam, in, out);
4160         if (!dims)
4161                 return NULL;
4162
4163         map = isl_map_alloc_dim(dims, n, flags);
4164         return map;
4165 }
4166
4167 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty(struct isl_dim *dim)
4168 {
4169         struct isl_basic_map *bmap;
4170         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4171         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4172         return bmap;
4173 }
4174
4175 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty(struct isl_dim *dim)
4176 {
4177         struct isl_basic_set *bset;
4178         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 1, 0);
4179         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4180         return bset;
4181 }
4182
4183 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4184 {
4185         struct isl_basic_map *bmap;
4186         if (!model)
4187                 return NULL;
4188         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4189         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4190         return bmap;
4191 }
4192
4193 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4194 {
4195         struct isl_basic_map *bmap;
4196         if (!model)
4197                 return NULL;
4198         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4199         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4200         return bmap;
4201 }
4202
4203 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4204 {
4205         struct isl_basic_set *bset;
4206         if (!model)
4207                 return NULL;
4208         bset = isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4209         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4210         return bset;
4211 }
4212
4213 struct isl_basic_map *isl_basic_map_universe(struct isl_dim *dim)
4214 {
4215         struct isl_basic_map *bmap;
4216         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4217         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4218         return bmap;
4219 }
4220
4221 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe(struct isl_dim *dim)
4222 {
4223         struct isl_basic_set *bset;
4224         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 0);
4225         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4226         return bset;
4227 }
4228
4229 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4230 {
4231         int i;
4232         unsigned total = isl_dim_total(dim);
4233         isl_basic_map *bmap;
4234
4235         bmap= isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, 0, total);
4236         for (i = 0; i < total; ++i) {
4237                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4238                 if (k < 0)
4239                         goto error;
4240                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4241                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4242         }
4243         return bmap;
4244 error:
4245         isl_basic_map_free(bmap);
4246         return NULL;
4247 }
4248
4249 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4250 {
4251         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4252 }
4253
4254 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4255 {
4256         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4257 }
4258
4259 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_dim *dim)
4260 {
4261         return isl_map_nat_universe(dim);
4262 }
4263
4264 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4265                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4266 {
4267         if (!model)
4268                 return NULL;
4269         return isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4270 }
4271
4272 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4273 {
4274         if (!model)
4275                 return NULL;
4276         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4277 }
4278
4279 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4280         __isl_keep isl_set *model)
4281 {
4282         if (!model)
4283                 return NULL;
4284         return isl_basic_set_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4285 }
4286
4287 struct isl_map *isl_map_empty(struct isl_dim *dim)
4288 {
4289         return isl_map_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4290 }
4291
4292 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4293 {
4294         if (!model)
4295                 return NULL;
4296         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4297 }
4298
4299 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4300 {
4301         if (!model)
4302                 return NULL;
4303         return isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4304 }
4305
4306 struct isl_set *isl_set_empty(struct isl_dim *dim)
4307 {
4308         return isl_set_alloc_dim(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4309 }
4310
4311 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4312 {
4313         if (!model)
4314                 return NULL;
4315         return isl_set_empty(isl_dim_copy(model->dim));
4316 }
4317
4318 struct isl_map *isl_map_universe(struct isl_dim *dim)
4319 {
4320         struct isl_map *map;
4321         if (!dim)
4322                 return NULL;
4323         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4324         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4325         return map;
4326 }
4327
4328 struct isl_set *isl_set_universe(struct isl_dim *dim)
4329 {
4330         struct isl_set *set;
4331         if (!dim)
4332                 return NULL;
4333         set = isl_set_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4334         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4335         return set;
4336 }
4337
4338 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4339 {
4340         if (!model)
4341                 return NULL;
4342         return isl_set_universe(isl_dim_copy(model->dim));
4343 }
4344
4345 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4346 {
4347         int i;
4348         struct isl_map *dup;
4349
4350         if (!map)
4351                 return NULL;
4352         dup = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4353         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4354                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4355         return dup;
4356 }
4357
4358 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4359                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4360 {
4361         if (!bmap || !map)
4362                 goto error;
4363         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4364                 isl_basic_map_free(bmap);
4365                 return map;
4366         }
4367         isl_assert(map->ctx, isl_dim_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4368         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4369         map->p[map->n] = bmap;
4370         map->n++;
4371         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4372         return map;
4373 error:
4374         if (map)
4375                 isl_map_free(map);
4376         if (bmap)
4377                 isl_basic_map_free(bmap);
4378         return NULL;
4379 }
4380
4381 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4382 {
4383         int i;
4384
4385         if (!map)
4386                 return;
4387
4388         if (--map->ref > 0)
4389                 return;
4390
4391         isl_ctx_deref(map->ctx);
4392         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4393                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4394         isl_dim_free(map->dim);
4395         free(map);
4396 }
4397
4398 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4399                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4400 {
4401         int i;
4402
4403         base = isl_map_cow(base);
4404         if (!base)
4405                 return NULL;
4406
4407         base->dim = isl_dim_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4408         if (!base->dim)
4409                 goto error;
4410         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4411                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_dim(base->p[i],
4412                                 isl_dim_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4413                 if (!base->p[i])
4414                         goto error;
4415         }
4416         return base;
4417 error:
4418         isl_map_free(base);
4419         return NULL;
4420 }
4421
4422 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4423                 unsigned nparam, unsigned dim)
4424 {
4425         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4426                                                         nparam, 0, dim);
4427 }
4428
4429 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4430         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4431 {
4432         int j;
4433
4434         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4435         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4436         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4437         if (j < 0)
4438                 goto error;
4439         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4440         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4441         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4442         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4443         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4444 error:
4445         isl_basic_map_free(bmap);
4446         return NULL;
4447 }
4448
4449 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4450         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4451 {
4452         int j;
4453
4454         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4455         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4456         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4457         if (j < 0)
4458                 goto error;
4459         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4460         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4461         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4462         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4463         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4464 error:
4465         isl_basic_map_free(bmap);
4466         return NULL;
4467 }
4468
4469 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4470                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4471 {
4472         if (!bmap)
4473                 return NULL;
4474         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4475         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4476                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4477 error:
4478         isl_basic_map_free(bmap);
4479         return NULL;
4480 }
4481
4482 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4483                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4484 {
4485         if (!bmap)
4486                 return NULL;
4487         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4488         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4489                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4490 error:
4491         isl_basic_map_free(bmap);
4492         return NULL;
4493 }
4494
4495 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4496                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4497 {
4498         return (struct isl_basic_set *)
4499                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4500                                         type, pos, value);
4501 }
4502
4503 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4504                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4505 {
4506         return (struct isl_basic_set *)
4507                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4508                                         type, pos, value);
4509 }
4510
4511 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4512                 unsigned input, int value)
4513 {
4514         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4515 }
4516
4517 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4518                 unsigned dim, int value)
4519 {
4520         return (struct isl_basic_set *)
4521                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4522                                         isl_dim_set, dim, value);
4523 }
4524
4525 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4526                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4527 {
4528         int i;
4529
4530         map = isl_map_cow(map);
4531         if (!map)
4532                 return NULL;
4533
4534         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4535         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4536                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4537                 if (!map->p[i])
4538                         goto error;
4539         }
4540         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4541         return map;
4542 error:
4543         isl_map_free(map);
4544         return NULL;
4545 }
4546
4547 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4548                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4549 {
4550         return (struct isl_set *)
4551                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4552 }
4553
4554 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4555                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4556 {
4557         int i;
4558
4559         map = isl_map_cow(map);
4560         if (!map)
4561                 return NULL;
4562
4563         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4564         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4565                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4566                 if (!map->p[i])
4567                         goto error;
4568         }
4569         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4570         return map;
4571 error:
4572         isl_map_free(map);
4573         return NULL;
4574 }
4575
4576 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4577                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4578 {
4579         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4580 }
4581
4582 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4583                 unsigned input, int value)
4584 {
4585         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4586 }
4587
4588 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4589 {
4590         return (struct isl_set *)
4591                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4592 }
4593
4594 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4595                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4596                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4597 {
4598         int j;
4599
4600         if (!bmap)
4601                 return NULL;
4602         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4603         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4604         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4605         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4606         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4607         if (j < 0)
4608                 goto error;
4609         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4610         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4611         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4612         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4613         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4614 error:
4615         isl_basic_map_free(bmap);
4616         return NULL;
4617 }
4618
4619 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4620         unsigned dim, isl_int value)
4621 {
4622         int j;
4623
4624         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4625         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4626         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4627         if (j < 0)
4628                 goto error;
4629         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4630         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4631         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4632         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4633         return isl_basic_set_finalize(bset);
4634 error:
4635         isl_basic_set_free(bset);
4636         return NULL;
4637 }
4638
4639 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4640                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4641 {
4642         int i;
4643
4644         map = isl_map_cow(map);
4645         if (!map)
4646                 return NULL;
4647
4648         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4649         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4650                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4651                                                          type, pos, value);
4652                 if (!map->p[i])
4653                         goto error;
4654         }
4655         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4656         return map;
4657 error:
4658         isl_map_free(map);
4659         return NULL;
4660 }
4661
4662 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
4663                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4664 {
4665         return (struct isl_set *)
4666                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4667 }
4668
4669 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
4670                                         isl_int value)
4671 {
4672         int i;
4673
4674         set = isl_set_cow(set);
4675         if (!set)
4676                 return NULL;
4677
4678         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
4679         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4680                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
4681                 if (!set->p[i])
4682                         goto error;
4683         }
4684         return set;
4685 error:
4686         isl_set_free(set);
4687         return NULL;
4688 }
4689
4690 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
4691 {
4692         int i;
4693
4694         map = isl_map_cow(map);
4695         if (!map)
4696                 return NULL;
4697
4698         map->dim = isl_dim_reverse(map->dim);
4699         if (!map->dim)
4700                 goto error;
4701         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4702                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
4703                 if (!map->p[i])
4704                         goto error;
4705         }
4706         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4707         return map;
4708 error:
4709         isl_map_free(map);
4710         return NULL;
4711 }
4712
4713 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
4714                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4715                 struct isl_set **empty, int max)
4716 {
4717         if (!bmap)
4718                 goto error;
4719         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
4720                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4721         else
4722                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
4723 error:
4724         isl_basic_map_free(bmap);
4725         isl_basic_set_free(dom);
4726         if (empty)
4727                 *empty = NULL;
4728         return NULL;
4729 }
4730
4731 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
4732                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4733                 struct isl_set **empty)
4734 {
4735         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
4736 }
4737
4738 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
4739                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
4740                 struct isl_set **empty)
4741 {
4742         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
4743 }
4744
4745 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
4746                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4747                 struct isl_set **empty)
4748 {
4749         return (struct isl_set *)
4750                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
4751                         dom, empty);
4752 }
4753
4754 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
4755                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
4756                 struct isl_set **empty)
4757 {
4758         return (struct isl_set *)
4759                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
4760                         dom, empty);
4761 }
4762
4763 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
4764  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4765  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4766  *
4767  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
4768  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
4769  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
4770  * domain down into the parametric integer programming.
4771  */
4772 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
4773                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
4774                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4775 {
4776         int i;
4777         struct isl_map *res;
4778
4779         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
4780         if (!dom)
4781                 goto error;
4782
4783         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
4784                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
4785                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
4786                 isl_set_free(dom);
4787                 isl_basic_map_free(bmap);
4788                 return res;
4789         }
4790
4791         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4792                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
4793
4794         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
4795                 struct isl_map *res_i;
4796                 struct isl_set *empty_i;
4797
4798                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
4799                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
4800
4801                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4802                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
4803         }
4804
4805         isl_set_free(dom);
4806         isl_basic_map_free(bmap);
4807         return res;
4808 error:
4809         *empty = NULL;
4810         isl_set_free(dom);
4811         isl_basic_map_free(bmap);
4812         return NULL;
4813 }
4814
4815 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
4816  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
4817  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
4818  *
4819  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
4820  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
4821  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
4822  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
4823  * improve both "res" and "todo".
4824  *
4825  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
4826  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
4827  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
4828  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
4829  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
4830  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
4831  * In particular, the set where there is no solution is the set where
4832  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
4833  * for the ith basic map, i.e.,
4834  *
4835  *      todo^i = todo^k * todo_i
4836  *
4837  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
4838  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
4839  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
4840  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
4841  * the lexicographic order.)
4842  * In practice, we compute
4843  *
4844  *      res^k * (res_i . "<=")
4845  *
4846  * and
4847  *
4848  *      res_i * (res^k . "<")
4849  *
4850  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
4851  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
4852  * that one, i.e.,
4853  *
4854  *      res^k * todo_i
4855  * and
4856  *      res_i * todo^k
4857  *
4858  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
4859  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
4860  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
4861  * We want to avoid such splintering as much as possible.
4862  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
4863  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
4864  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
4865  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
4866  * the previous basic maps.
4867  */
4868 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
4869                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4870                 __isl_give isl_set **empty, int max)
4871 {
4872         int i;
4873         struct isl_map *res;
4874         struct isl_set *todo;
4875
4876         if (!map || !dom)
4877                 goto error;
4878
4879         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
4880                 if (empty)
4881                         *empty = dom;
4882                 else
4883                         isl_set_free(dom);
4884                 return map;
4885         }
4886
4887         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
4888                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
4889
4890         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
4891                 isl_map *lt, *le;
4892                 isl_map *res_i;
4893                 isl_set *todo_i;
4894                 isl_dim *dim = isl_dim_range(isl_map_get_dim(res));
4895
4896                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
4897                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
4898
4899                 if (max) {
4900                         lt = isl_map_lex_lt(isl_dim_copy(dim));
4901                         le = isl_map_lex_le(dim);
4902                 } else {
4903                         lt = isl_map_lex_gt(isl_dim_copy(dim));
4904                         le = isl_map_lex_ge(dim);
4905                 }
4906                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
4907                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
4908                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
4909                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
4910
4911                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
4912                         res = isl_map_intersect_domain(res,
4913                                                         isl_set_copy(todo_i));
4914                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
4915                                                         isl_set_copy(todo));
4916                 }
4917
4918                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
4919                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
4920                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
4921
4922                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
4923         }
4924
4925         isl_set_free(dom);
4926         isl_map_free(map);
4927
4928         if (empty)
4929                 *empty = todo;
4930         else
4931                 isl_set_free(todo);
4932
4933         return res;
4934 error:
4935         if (empty)
4936                 *empty = NULL;
4937         isl_set_free(dom);
4938         isl_map_free(map);
4939         return NULL;
4940 }
4941
4942 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
4943                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4944                 __isl_give isl_set **empty)
4945 {
4946         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
4947 }
4948
4949 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
4950                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
4951                 __isl_give isl_set **empty)
4952 {
4953         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
4954 }
4955
4956 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
4957                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4958                 __isl_give isl_set **empty)
4959 {
4960         return (struct isl_set *)
4961                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
4962                         dom, empty);
4963 }
4964
4965 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
4966                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
4967                 __isl_give isl_set **empty)
4968 {
4969         return (struct isl_set *)
4970                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
4971                         dom, empty);
4972 }
4973
4974 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
4975 {
4976         struct isl_basic_set *dom = NULL;
4977         struct isl_dim *dom_dim;
4978
4979         if (!bmap)
4980                 goto error;
4981         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(bmap->dim));
4982         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
4983         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
4984 error:
4985         isl_basic_map_free(bmap);
4986         return NULL;
4987 }
4988
4989 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4990 {
4991         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
4992 }
4993
4994 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
4995 {
4996         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
4997 }
4998
4999 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5000 {
5001         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5002 }
5003
5004 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5005 {
5006         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5007 }
5008
5009 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5010 {
5011         struct isl_set *dom = NULL;
5012         struct isl_dim *dom_dim;
5013
5014         if (!map)
5015                 goto error;
5016         dom_dim = isl_dim_domain(isl_dim_copy(map->dim));
5017         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5018         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5019 error:
5020         isl_map_free(map);
5021         return NULL;
5022 }
5023
5024 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5025 {
5026         return isl_map_lexopt(map, 0);
5027 }
5028
5029 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5030 {
5031         return isl_map_lexopt(map, 1);
5032 }
5033
5034 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5035 {
5036         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5037 }
5038
5039 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5040 {
5041         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5042 }
5043
5044 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5045  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5046  */
5047 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5048         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5049 {
5050         unsigned nparam;
5051
5052         if (!bset || !mat)
5053                 goto error;
5054
5055         bset->dim = isl_dim_cow(bset->dim);
5056         if (!bset->dim)
5057                 goto error;
5058
5059         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5060
5061         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5062
5063         bset->dim->nparam = 0;
5064         bset->dim->n_out = nparam;
5065         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5066         if (bset) {
5067                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5068                 bset->dim->n_out = 0;
5069         }
5070         return bset;
5071 error:
5072         isl_mat_free(mat);
5073         isl_basic_set_free(bset);
5074         return NULL;
5075 }
5076
5077 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5078  * set is assumed to have only parameters and divs.
5079  */
5080 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5081         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5082 {
5083         struct isl_dim *dim = NULL;
5084         unsigned nparam;
5085
5086         if (!set || !mat)
5087                 goto error;
5088
5089         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5090         dim = isl_dim_cow(dim);
5091         if (!dim)
5092                 goto error;
5093
5094         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5095
5096         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5097
5098         dim->nparam = 0;
5099         dim->n_out = nparam;
5100         isl_set_reset_dim(set, dim);
5101         set = isl_set_preimage(set, mat);
5102         if (!set)
5103                 goto error2;
5104         dim = isl_dim_copy(set->dim);
5105         dim = isl_dim_cow(dim);
5106         if (!dim)
5107                 goto error2;
5108         dim->nparam = dim->n_out;
5109         dim->n_out = 0;
5110         isl_set_reset_dim(set, dim);
5111         return set;
5112 error:
5113         isl_dim_free(dim);
5114         isl_mat_free(mat);
5115 error2:
5116         isl_set_free(set);
5117         return NULL;
5118 }
5119
5120 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5121  * equalities in "eq".
5122  */
5123 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5124         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5125 {
5126         int i, k;
5127         unsigned len;
5128
5129         if (!bset || !eq)
5130                 goto error;
5131
5132         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim), 0,
5133                                         eq->n_row, 0);
5134         if (!bset)
5135                 goto error;
5136
5137         len = 1 + isl_dim_total(bset->dim) + bset->extra;
5138         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5139                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5140                 if (k < 0)
5141                         goto error;
5142                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5143                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5144         }
5145         isl_mat_free(eq);
5146
5147         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5148         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5149
5150         return bset;
5151 error:
5152         isl_mat_free(eq);
5153         isl_basic_set_free(bset);
5154         return NULL;
5155 }
5156
5157 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5158  * equalities in "eq".
5159  */
5160 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5161         struct isl_mat *eq)
5162 {
5163         int i;
5164
5165         if (!set || !eq)
5166                 goto error;
5167
5168         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5169                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5170                                         isl_mat_copy(eq));
5171                 if (!set->p[i])
5172                         goto error;
5173         }
5174         isl_mat_free(eq);
5175         return set;
5176 error:
5177         isl_mat_free(eq);
5178         isl_set_free(set);
5179         return NULL;
5180 }
5181
5182 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5183  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5184  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5185  * The output has the same parameters, but only
5186  * explicit existentially quantified variables.
5187  *
5188  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5189  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5190  * among the parameters by performing a variable compression on
5191  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5192  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5193  */
5194 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5195 {
5196         int i, j;
5197         struct isl_mat *eq;
5198         struct isl_mat *T, *T2;
5199         struct isl_set *set;
5200         unsigned nparam, n_div;
5201
5202         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5203         if (!bset)
5204                 return NULL;
5205
5206         if (bset->n_eq == 0)
5207                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5208
5209         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5210
5211         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5212         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5213
5214         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5215                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5216                         ++i;
5217         }
5218         if (i == bset->n_eq)
5219                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5220
5221         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5222                 0, 1 + nparam);
5223         eq = isl_mat_cow(eq);
5224         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5225         if (T && T->n_col == 0) {
5226                 isl_mat_free(T);
5227                 isl_mat_free(T2);
5228                 isl_mat_free(eq);
5229                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5230                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5231         }
5232         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5233
5234         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5235         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5236         set = set_append_equalities(set, eq);
5237         return set;
5238 }
5239
5240 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5241  * quantified variables.
5242  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5243  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5244  * no input or output dimensions and the dimension specification
5245  * is reset to that of the input.
5246  */
5247 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5248 {
5249         struct isl_basic_set *bset;
5250         struct isl_set *set;
5251         struct isl_map *map;
5252         struct isl_dim *dim, *orig_dim = NULL;
5253         unsigned         nparam;
5254         unsigned         n_in;
5255         unsigned         n_out;
5256
5257         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5258         if (!bmap)
5259                 return NULL;
5260
5261         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5262         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5263         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5264         dim = isl_dim_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5265         if (!dim)
5266                 goto error;
5267
5268         orig_dim = bmap->dim;
5269         bmap->dim = dim;
5270         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5271
5272         set = parameter_compute_divs(bset);
5273         map = (struct isl_map *)set;
5274         map = isl_map_reset_dim(map, orig_dim);
5275
5276         return map;
5277 error:
5278         isl_basic_map_free(bmap);
5279         return NULL;
5280 }
5281
5282 static int basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5283 {
5284         int i;
5285         unsigned off;
5286
5287         if (!bmap)
5288                 return -1;
5289
5290         off = isl_dim_total(bmap->dim);
5291         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5292                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5293                         return 0;
5294                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5295                                 return -1);
5296         }
5297         return 1;
5298 }
5299
5300 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5301 {
5302         int i;
5303
5304         if (!map)
5305                 return -1;
5306
5307         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5308                 int known = basic_map_divs_known(map->p[i]);
5309                 if (known <= 0)
5310                         return known;
5311         }
5312
5313         return 1;
5314 }
5315
5316 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5317  * expressions for them.  However, this computation may be
5318  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5319  * strictly needed.
5320  */
5321 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5322 {
5323         int i;
5324         int known;
5325         struct isl_map *map;
5326
5327         known = basic_map_divs_known(bmap);
5328         if (known < 0)
5329                 goto error;
5330         if (known)
5331                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5332
5333         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5334
5335         known = basic_map_divs_known(bmap);
5336         if (known < 0)
5337                 goto error;
5338         if (known)
5339                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5340
5341         map = compute_divs(bmap);
5342         return map;
5343 error:
5344         isl_basic_map_free(bmap);
5345         return NULL;
5346 }
5347
5348 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5349 {
5350         int i;
5351         int known;
5352         struct isl_map *res;
5353
5354         if (!map)
5355                 return NULL;
5356         if (map->n == 0)
5357                 return map;
5358
5359         known = map_divs_known(map);
5360         if (known < 0) {
5361                 isl_map_free(map);
5362                 return NULL;
5363         }
5364         if (known)
5365                 return map;
5366
5367         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5368         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5369                 struct isl_map *r2;
5370                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5371                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5372                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5373                 else
5374                         res = isl_map_union(res, r2);
5375         }
5376         isl_map_free(map);
5377
5378         return res;
5379 }
5380
5381 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5382 {
5383         return (struct isl_set *)
5384                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5385 }
5386
5387 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5388 {
5389         return (struct isl_set *)
5390                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5391 }
5392
5393 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5394 {
5395         int i;
5396         struct isl_set *set;
5397
5398         if (!map)
5399                 goto error;
5400
5401         map = isl_map_cow(map);
5402         if (!map)
5403                 return NULL;
5404
5405         set = (struct isl_set *)map;
5406         set->dim = isl_dim_domain(set->dim);
5407         if (!set->dim)
5408                 goto error;
5409         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5410                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5411                 if (!set->p[i])
5412                         goto error;
5413         }
5414         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5415         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5416         return set;
5417 error:
5418         isl_map_free(map);
5419         return NULL;
5420 }
5421
5422 struct isl_map *isl_map_union_disjoint(
5423                         struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5424 {
5425         int i;
5426         unsigned flags = 0;
5427         struct isl_map *map = NULL;
5428
5429         if (!map1 || !map2)
5430                 goto error;
5431
5432         if (map1->n == 0) {
5433                 isl_map_free(map1);
5434                 return map2;
5435         }
5436         if (map2->n == 0) {
5437                 isl_map_free(map2);
5438                 return map1;
5439         }
5440
5441         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
5442
5443         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5444             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5445                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5446
5447         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map1->dim),
5448                                 map1->n + map2->n, flags);
5449         if (!map)
5450                 goto error;
5451         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
5452                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5453                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
5454                 if (!map)
5455                         goto error;
5456         }
5457         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
5458                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5459                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
5460                 if (!map)
5461                         goto error;
5462         }
5463         isl_map_free(map1);
5464         isl_map_free(map2);
5465         return map;
5466 error:
5467         isl_map_free(map);
5468         isl_map_free(map1);
5469         isl_map_free(map2);
5470         return NULL;
5471 }
5472
5473 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5474 {
5475         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
5476         if (!map1)
5477                 return NULL;
5478         if (map1->n > 1)
5479                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
5480         return map1;
5481 }
5482
5483 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
5484                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5485 {
5486         return (struct isl_set *)
5487                 isl_map_union_disjoint(
5488                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5489 }
5490
5491 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5492 {
5493         return (struct isl_set *)
5494                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
5495 }
5496
5497 struct isl_map *isl_map_intersect_range(
5498                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5499 {
5500         unsigned flags = 0;
5501         struct isl_map *result;
5502         int i, j;
5503
5504         if (!map || !set)
5505                 goto error;
5506
5507         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
5508                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5509                         "parameters don't match", goto error);
5510
5511         if (isl_dim_size(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
5512             !isl_map_compatible_range(map, set))
5513                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
5514                         "incompatible spaces", goto error);
5515
5516         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
5517                 isl_set_free(set);
5518                 return map;
5519         }
5520
5521         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5522             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
5523                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5524
5525         result = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(map->dim),
5526                                         map->n * set->n, flags);
5527         if (!result)
5528                 goto error;
5529         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5530                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
5531                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5532                             isl_basic_map_intersect_range(
5533                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5534                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
5535                         if (!result)
5536                                 goto error;
5537                 }
5538         isl_map_free(map);
5539         isl_set_free(set);
5540         return result;
5541 error:
5542         isl_map_free(map);
5543         isl_set_free(set);
5544         return NULL;
5545 }
5546
5547 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
5548                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
5549 {
5550         return isl_map_reverse(
5551                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
5552 }
5553
5554 struct isl_map *isl_map_apply_domain(
5555                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5556 {
5557         if (!map1 || !map2)
5558                 goto error;
5559         map1 = isl_map_reverse(map1);
5560         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
5561         return isl_map_reverse(map1);
5562 error:
5563         isl_map_free(map1);
5564         isl_map_free(map2);
5565         return NULL;
5566 }
5567
5568 struct isl_map *isl_map_apply_range(
5569                 struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5570 {
5571         struct isl_dim *dim_result;
5572         struct isl_map *result;
5573         int i, j;
5574
5575         if (!map1 || !map2)
5576                 goto error;
5577
5578         dim_result = isl_dim_join(isl_dim_copy(map1->dim),
5579                                   isl_dim_copy(map2->dim));
5580
5581         result = isl_map_alloc_dim(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
5582         if (!result)
5583                 goto error;
5584         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
5585                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
5586                         result = isl_map_add_basic_map(result,
5587                             isl_basic_map_apply_range(
5588                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
5589                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
5590                         if (!result)
5591                                 goto error;
5592                 }
5593         isl_map_free(map1);
5594         isl_map_free(map2);
5595         if (result && result->n <= 1)
5596                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
5597         return result;
5598 error:
5599         isl_map_free(map1);
5600         isl_map_free(map2);
5601         return NULL;
5602 }
5603
5604 /*
5605  * returns range - domain
5606  */
5607 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
5608 {
5609         isl_dim *dims, *target_dim;
5610         struct isl_basic_set *bset;
5611         unsigned dim;
5612         unsigned nparam;
5613         int i;
5614
5615         if (!bmap)
5616                 goto error;
5617         isl_assert(bmap->ctx, isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
5618                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
5619                    goto error);
5620         target_dim = isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap));
5621         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
5622         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
5623         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
5624         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5625         dims = isl_basic_set_get_dim(bset);
5626         dims = isl_dim_add(dims, isl_dim_set, dim);
5627         bset = isl_basic_set_extend_dim(bset, dims, 0, dim, 0);
5628         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
5629         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5630                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
5631                                             (struct isl_basic_map *)bset);
5632                 if (j < 0)
5633                         goto error;
5634                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5635                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
5636                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
5637                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
5638         }
5639         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
5640         bset = isl_basic_set_reset_dim(bset, target_dim);
5641         return bset;
5642 error:
5643         isl_basic_map_free(bmap);
5644         return NULL;
5645 }
5646
5647 /*
5648  * returns range - domain
5649  */
5650 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
5651 {
5652         int i;
5653         isl_dim *dim;
5654         struct isl_set *result;
5655
5656         if (!map)
5657                 return NULL;
5658
5659         isl_assert(map->ctx, isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
5660                                                  map->dim, isl_dim_out),
5661                    goto error);
5662         dim = isl_map_get_dim(map);
5663         dim = isl_dim_domain(dim);
5664         result = isl_set_alloc_dim(dim, map->n, 0);
5665         if (!result)
5666                 goto error;
5667         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5668                 result = isl_set_add_basic_set(result,
5669                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
5670         isl_map_free(map);
5671         return result;
5672 error:
5673         isl_map_free(map);
5674         return NULL;
5675 }
5676
5677 /*
5678  * returns [domain -> range] -> range - domain
5679  */
5680 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
5681         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5682 {
5683         int i, k;
5684         isl_dim *dim;
5685         isl_basic_map *domain;
5686         isl_basic_set *bset;
5687         int nparam, n;
5688         unsigned total;
5689
5690         if (!isl_dim_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
5691                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5692                         "domain and range don't match", goto error);
5693
5694         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5695         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5696
5697         dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_basic_map_get_dim(bmap)));
5698         domain = isl_basic_map_universe(dim);
5699
5700         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
5701         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
5702         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
5703
5704         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
5705
5706         for (i = 0; i < n; ++i) {
5707                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5708                 if (k < 0)
5709                         goto error;
5710                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
5711                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
5712                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
5713                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
5714         }
5715
5716         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
5717         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5718 error:
5719         isl_basic_map_free(bmap);
5720         return NULL;
5721 }
5722
5723 /*
5724  * returns [domain -> range] -> range - domain
5725  */
5726 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
5727 {
5728         int i;
5729         isl_dim *domain_dim;
5730
5731         if (!map)
5732                 return NULL;
5733
5734         if (!isl_dim_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
5735                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5736                         "domain and range don't match", goto error);
5737
5738         map = isl_map_cow(map);
5739         if (!map)
5740                 return NULL;
5741
5742         domain_dim = isl_dim_from_range(isl_dim_domain(isl_map_get_dim(map)));
5743         map->dim = isl_dim_from_domain(isl_dim_wrap(map->dim));
5744         map->dim = isl_dim_join(map->dim, domain_dim);
5745         if (!map->dim)
5746                 goto error;
5747         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5748                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
5749                 if (!map->p[i])
5750                         goto error;
5751         }
5752         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5753         return map;
5754 error:
5755         isl_map_free(map);
5756         return NULL;
5757 }
5758
5759 static struct isl_basic_map *basic_map_identity(struct isl_dim *dims)
5760 {
5761         struct isl_basic_map *bmap;
5762         unsigned nparam;
5763         unsigned dim;
5764         int i;
5765
5766         if (!dims)
5767                 return NULL;
5768
5769         nparam = dims->nparam;
5770         dim = dims->n_out;
5771         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dims, 0, dim, 0);
5772         if (!bmap)
5773                 goto error;
5774
5775         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5776                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5777                 if (j < 0)
5778                         goto error;
5779                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5780                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
5781                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
5782         }
5783         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5784 error:
5785         isl_basic_map_free(bmap);
5786         return NULL;
5787 }
5788
5789 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5790 {
5791         if (!dim)
5792                 return NULL;
5793         if (dim->n_in != dim->n_out)
5794                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
5795                         "number of input and output dimensions needs to be "
5796                         "the same", goto error);
5797         return basic_map_identity(dim);
5798 error:
5799         isl_dim_free(dim);
5800         return NULL;
5801 }
5802
5803 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
5804 {
5805         if (!model || !model->dim)
5806                 return NULL;
5807         return isl_basic_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5808 }
5809
5810 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_dim *dim)
5811 {
5812         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
5813 }
5814
5815 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
5816 {
5817         if (!model || !model->dim)
5818                 return NULL;
5819         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5820 }
5821
5822 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5823 {
5824         if (!model || !model->dim)
5825                 return NULL;
5826         return isl_map_identity(isl_dim_copy(model->dim));
5827 }
5828
5829 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
5830 {
5831         isl_dim *dim = isl_set_get_dim(set);
5832         isl_map *id;
5833         id = isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
5834         return isl_map_intersect_range(id, set);
5835 }
5836
5837 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
5838  * values.
5839  */
5840 struct isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(struct isl_dim *dims)
5841 {
5842         int i;
5843         unsigned nparam;
5844         unsigned dim;
5845         struct isl_basic_set *bset;
5846
5847         if (!dims)
5848                 return NULL;
5849         nparam = dims->nparam;
5850         dim = dims->n_out;
5851         bset = isl_basic_set_alloc_dim(dims, 0, 0, dim);
5852         if (!bset)
5853                 return NULL;
5854         for (i = 0; i < dim; ++i) {
5855                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5856                 if (k < 0)
5857                         goto error;
5858                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5859                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
5860         }
5861         return bset;
5862 error:
5863         isl_basic_set_free(bset);
5864         return NULL;
5865 }
5866
5867 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
5868  */
5869 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim,
5870         int pos)
5871 {
5872         int k;
5873         isl_basic_set *nonneg;
5874
5875         nonneg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5876         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
5877         if (k < 0)
5878                 goto error;
5879         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
5880         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
5881
5882         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
5883 error:
5884         isl_basic_set_free(nonneg);
5885         return NULL;
5886 }
5887
5888 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
5889  */
5890 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_dim *dim, int pos)
5891 {
5892         int k;
5893         isl_basic_set *neg;
5894
5895         neg = isl_basic_set_alloc_dim(dim, 0, 0, 1);
5896         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
5897         if (k < 0)
5898                 goto error;
5899         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
5900         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
5901         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
5902
5903         return isl_basic_set_finalize(neg);
5904 error:
5905         isl_basic_set_free(neg);
5906         return NULL;
5907 }
5908
5909 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
5910         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
5911 {
5912         int i;
5913         isl_basic_set *nonneg;
5914         isl_basic_set *neg;
5915
5916         if (!set)
5917                 return NULL;
5918         if (n == 0)
5919                 return set;
5920
5921         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
5922
5923         for (i = 0; i < n; ++i) {
5924                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5925                                           pos(set->dim, type) + first + i);
5926                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5927                                           pos(set->dim, type) + first + i);
5928
5929                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
5930         }
5931
5932         return set;
5933 error:
5934         isl_set_free(set);
5935         return NULL;
5936 }
5937
5938 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
5939         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
5940         void *user)
5941 {
5942         isl_set *half;
5943
5944         if (!set)
5945                 return -1;
5946         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
5947                 isl_set_free(set);
5948                 return 0;
5949         }
5950         if (first == len)
5951                 return fn(set, signs, user);
5952
5953         signs[first] = 1;
5954         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5955                                                         1 + first));
5956         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
5957         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
5958                 goto error;
5959
5960         signs[first] = -1;
5961         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_dim(set),
5962                                                         1 + first));
5963         half = isl_set_intersect(half, set);
5964         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
5965 error:
5966         isl_set_free(set);
5967         return -1;
5968 }
5969
5970 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
5971  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
5972  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
5973  * to the sign of the corresponding variable.
5974  */
5975 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
5976         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
5977         void *user)
5978 {
5979         unsigned nparam;
5980         unsigned nvar;
5981         int *signs;
5982         int r;
5983
5984         if (!set)
5985                 return -1;
5986         if (isl_set_plain_is_empty(set))
5987                 return 0;
5988
5989         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5990         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
5991
5992         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
5993
5994         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
5995                             fn, user);
5996
5997         free(signs);
5998
5999         return r;
6000 }
6001
6002 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6003 {
6004         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6005 }
6006
6007 int isl_basic_map_is_subset(
6008                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6009 {
6010         int is_subset;
6011         struct isl_map *map1;
6012         struct isl_map *map2;
6013
6014         if (!bmap1 || !bmap2)
6015                 return -1;
6016
6017         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6018         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6019
6020         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6021
6022         isl_map_free(map1);
6023         isl_map_free(map2);
6024
6025         return is_subset;
6026 }
6027
6028 int isl_basic_map_is_equal(
6029                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6030 {
6031         int is_subset;
6032
6033         if (!bmap1 || !bmap2)
6034                 return -1;
6035         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6036         if (is_subset != 1)
6037                 return is_subset;
6038         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6039         return is_subset;
6040 }
6041
6042 int isl_basic_set_is_equal(
6043                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6044 {
6045         return isl_basic_map_is_equal(
6046                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6047 }
6048
6049 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6050 {
6051         int i;
6052         int is_empty;
6053
6054         if (!map)
6055                 return -1;
6056         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6057                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6058                 if (is_empty < 0)
6059                         return -1;
6060                 if (!is_empty)
6061                         return 0;
6062         }
6063         return 1;
6064 }
6065
6066 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6067 {
6068         return map ? map->n == 0 : -1;
6069 }
6070
6071 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6072 {
6073         return isl_map_plain_is_empty(map);
6074 }
6075
6076 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6077 {
6078         return set ? set->n == 0 : -1;
6079 }
6080
6081 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6082 {
6083         return isl_set_plain_is_empty(set);
6084 }
6085
6086 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6087 {
6088         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6089 }
6090
6091 int isl_map_has_equal_dim(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6092 {
6093         if (!map1 || !map2)
6094                 return -1;
6095
6096         return isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim);
6097 }
6098
6099 int isl_set_has_equal_dim(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6100 {
6101         if (!set1 || !set2)
6102                 return -1;
6103
6104         return isl_dim_equal(set1->dim, set2->dim);
6105 }
6106
6107 int isl_map_is_equal(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6108 {
6109         int is_subset;
6110
6111         if (!map1 || !map2)
6112                 return -1;
6113         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6114         if (is_subset != 1)
6115                 return is_subset;
6116         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6117         return is_subset;
6118 }
6119
6120 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6121                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6122 {
6123         int is_subset;
6124
6125         if (!bmap1 || !bmap2)
6126                 return -1;
6127         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6128         if (is_subset != 1)
6129                 return is_subset;
6130         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6131         if (is_subset == -1)
6132                 return is_subset;
6133         return !is_subset;
6134 }
6135
6136 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6137 {
6138         int is_subset;
6139
6140         if (!map1 || !map2)
6141                 return -1;
6142         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6143         if (is_subset != 1)
6144                 return is_subset;
6145         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6146         if (is_subset == -1)
6147                 return is_subset;
6148         return !is_subset;
6149 }
6150
6151 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6152 {
6153         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6154 }
6155
6156 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6157 {
6158         if (!bmap)
6159                 return -1;
6160         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6161 }
6162
6163 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6164 {
6165         if (!bset)
6166                 return -1;
6167         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6168 }
6169
6170 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6171 {
6172         int i;
6173
6174         if (!map)
6175                 return -1;
6176
6177         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6178                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6179                 if (r < 0 || r)
6180                         return r;
6181         }
6182
6183         return 0;
6184 }
6185
6186 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6187 {
6188         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6189 }
6190
6191 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6192 {
6193         return isl_set_plain_is_universe(set);
6194 }
6195
6196 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6197 {
6198         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6199         struct isl_vec *sample = NULL;
6200         int empty;
6201         unsigned total;
6202
6203         if (!bmap)
6204                 return -1;
6205
6206         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6207                 return 1;
6208
6209         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6210                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6211                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6212                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6213                 isl_basic_map_free(copy);
6214                 return empty;
6215         }
6216
6217         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6218         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6219                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6220                 if (contains < 0)
6221                         return -1;
6222                 if (contains)
6223                         return 0;
6224         }
6225         isl_vec_free(bmap->sample);
6226         bmap->sample = NULL;
6227         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6228         if (!bset)
6229                 return -1;
6230         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6231         if (!sample)
6232                 return -1;
6233         empty = sample->size == 0;
6234         isl_vec_free(bmap->sample);
6235         bmap->sample = sample;
6236         if (empty)
6237                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6238
6239         return empty;
6240 }
6241
6242 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6243 {
6244         if (!bmap)
6245                 return -1;
6246         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6247 }
6248
6249 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6250 {
6251         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6252 }
6253
6254 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6255 {
6256         if (!bset)
6257                 return -1;
6258         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6259 }
6260
6261 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6262 {
6263         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6264 }
6265
6266 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6267 {
6268         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6269 }
6270
6271 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6272         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6273 {
6274         struct isl_map *map;
6275         if (!bmap1 || !bmap2)
6276                 return NULL;
6277
6278         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6279
6280         map = isl_map_alloc_dim(isl_dim_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6281         if (!map)
6282                 goto error;
6283         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6284         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6285         return map;
6286 error:
6287         isl_basic_map_free(bmap1);
6288         isl_basic_map_free(bmap2);
6289         return NULL;
6290 }
6291
6292 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6293                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6294 {
6295         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6296                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6297                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6298 }
6299
6300 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6301 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6302 {
6303         int i;
6304         unsigned off;
6305
6306         if (!bmap)
6307                 return NULL;
6308
6309         off = isl_dim_total(bmap->dim);
6310
6311         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6312                 int pos;
6313                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6314                         continue;
6315                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6316                                                             bmap->n_div-i);
6317                 if (pos == -1)
6318                         continue;
6319                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6320                 --i;
6321         }
6322         return bmap;
6323 }
6324
6325 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6326 {
6327         return (struct isl_basic_set *)
6328                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6329 }
6330
6331 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6332 {
6333         int i;
6334
6335         if (!map)
6336                 return 0;
6337
6338         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6339                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6340                 if (!map->p[i])
6341                         goto error;
6342         }
6343
6344         return map;
6345 error:
6346         isl_map_free(map);
6347         return NULL;
6348 }
6349
6350 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
6351  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
6352  * list of divs is given by "div".
6353  */
6354 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
6355         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
6356 {
6357         int i, j;
6358         int n_div;
6359
6360         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6361         if (!bset || !div)
6362                 goto error;
6363
6364         if (div->n_row < bset->n_div)
6365                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
6366                         "not an expansion", goto error);
6367
6368         bset = isl_basic_map_extend_dim(bset, isl_dim_copy(bset->dim),
6369                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
6370                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
6371
6372         n_div = bset->n_div;
6373         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
6374                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
6375                         goto error;
6376
6377         j = n_div - 1;
6378         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
6379                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
6380                         if (i != j)
6381                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
6382                         j--;
6383                 } else {
6384                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
6385                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
6386                                 goto error;
6387                 }
6388         }
6389
6390         isl_mat_free(div);
6391         return bset;
6392 error:
6393         isl_basic_set_free(bset);
6394         isl_mat_free(div);
6395         return NULL;
6396 }
6397
6398 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
6399  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
6400  *
6401  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
6402  * of the corresponding div in dst otherwise.
6403  */
6404 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
6405                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
6406 {
6407         int i;
6408
6409         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6410
6411         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
6412         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
6413                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
6414                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
6415                                                 dst->n_div - div) == -1)
6416                         return i;
6417         return -1;
6418 }
6419
6420 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
6421                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
6422 {
6423         int i;
6424         unsigned total = isl_dim_total(src->dim);
6425
6426         if (!dst || !src)
6427                 goto error;
6428
6429         if (src->n_div == 0)
6430                 return dst;
6431
6432         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
6433                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
6434
6435         src = isl_basic_map_order_divs(src);
6436         dst = isl_basic_map_cow(dst);
6437         dst = isl_basic_map_extend_dim(dst, isl_dim_copy(dst->dim),
6438                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
6439         if (!dst)
6440                 return NULL;
6441         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
6442                 int j = find_div(dst, src, i);
6443                 if (j < 0) {
6444                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
6445                         if (j < 0)
6446                                 goto error;
6447                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
6448                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
6449                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
6450                                 goto error;
6451                 }
6452                 if (j != i)
6453                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
6454         }
6455         return dst;
6456 error:
6457         isl_basic_map_free(dst);
6458         return NULL;
6459 }
6460
6461 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
6462                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
6463 {
6464         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
6465                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
6466 }
6467
6468 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
6469 {
6470         int i;
6471
6472         if (!map)
6473                 return NULL;
6474         if (map->n == 0)
6475                 return map;
6476         map = isl_map_compute_divs(map);
6477         map = isl_map_cow(map);
6478         if (!map)
6479                 return NULL;
6480
6481         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6482                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
6483         for (i = 1; i < map->n; ++i)
6484                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
6485
6486         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6487         return map;
6488 }
6489
6490 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
6491 {
6492         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
6493 }
6494
6495 struct isl_set *isl_set_apply(struct isl_set *set, struct isl_map *map)
6496 {
6497         if (!set || !map)
6498                 goto error;
6499         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
6500         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
6501         set = isl_map_range(map);
6502         return set;
6503 error:
6504         isl_set_free(set);
6505         isl_map_free(map);
6506         return NULL;
6507 }
6508
6509 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
6510  * the meaning of the set.
6511  */
6512 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
6513 {
6514         int i;
6515
6516         if (!map)
6517                 return NULL;
6518
6519         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6520                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6521                         continue;
6522                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6523                 if (i != map->n-1) {
6524                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6525                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6526                 }
6527                 map->n--;
6528         }
6529
6530         return map;
6531 }
6532
6533 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
6534 {
6535         return (struct isl_set *)
6536                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
6537 }
6538
6539 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
6540 {
6541         struct isl_basic_map *bmap;
6542         if (!map || map->n == 0)
6543                 return NULL;
6544         bmap = map->p[map->n-1];
6545         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
6546         return isl_basic_map_copy(bmap);
6547 }
6548
6549 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
6550 {
6551         return (struct isl_basic_set *)
6552                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
6553 }
6554
6555 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
6556                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
6557 {
6558         int i;
6559
6560         if (!map || !bmap)
6561                 goto error;
6562         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
6563                 if (map->p[i] != bmap)
6564                         continue;
6565                 map = isl_map_cow(map);
6566                 if (!map)
6567                         goto error;
6568                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
6569                 if (i != map->n-1) {
6570                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
6571                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
6572                 }
6573                 map->n--;
6574                 return map;
6575         }
6576         return map;
6577 error:
6578         isl_map_free(map);
6579         return NULL;
6580 }
6581
6582 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
6583                                                 struct isl_basic_set *bset)
6584 {
6585         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
6586                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
6587 }
6588
6589 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
6590  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
6591  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
6592  */
6593 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
6594         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
6595         int pos, isl_int *opt)
6596 {
6597         struct isl_dim *dims;
6598         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
6599         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
6600         struct isl_ctx *ctx;
6601         struct isl_vec *obj;
6602         unsigned total;
6603         unsigned nparam;
6604         unsigned dim1, dim2;
6605         enum isl_lp_result res;
6606
6607         if (!bset1 || !bset2)
6608                 return isl_lp_error;
6609
6610         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
6611         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
6612         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
6613         dims = isl_dim_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
6614         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
6615         dims = isl_dim_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
6616         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
6617         if (!bmap1 || !bmap2)
6618                 goto error;
6619         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
6620         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
6621                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
6622                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
6623         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
6624         if (!bmap1)
6625                 goto error;
6626         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
6627         ctx = bmap1->ctx;
6628         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
6629         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
6630         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
6631         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
6632         if (!obj)
6633                 goto error;
6634         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
6635                                         opt, NULL, NULL);
6636         isl_basic_map_free(bmap1);
6637         isl_vec_free(obj);
6638         return res;
6639 error:
6640         isl_basic_map_free(bmap1);
6641         isl_basic_map_free(bmap2);
6642         return isl_lp_error;
6643 }
6644
6645 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
6646  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6647  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
6648  * smaller or larger than those in bset2.
6649  *
6650  * Returns
6651  *       1 if bset1 follows bset2
6652  *      -1 if bset1 precedes bset2
6653  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
6654  *      -2 if some error occurred.
6655  */
6656 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
6657         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
6658 {
6659         isl_int opt;
6660         enum isl_lp_result res;
6661         int cmp;
6662
6663         isl_int_init(opt);
6664
6665         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6666
6667         if (res == isl_lp_empty)
6668                 cmp = 0;
6669         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6670                   res == isl_lp_unbounded)
6671                 cmp = 1;
6672         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6673                 cmp = -1;
6674         else
6675                 cmp = -2;
6676
6677         isl_int_clear(opt);
6678         return cmp;
6679 }
6680
6681 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
6682  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6683  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
6684  * than a value of the same dimension in bset2.
6685  *
6686  * Return
6687  *       1 if there exists such a pair
6688  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6689  *      -1 otherwise
6690  *      -2 if some error occurred.
6691  */
6692 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6693         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
6694 {
6695         isl_int opt;
6696         enum isl_lp_result res;
6697         int cmp;
6698
6699         isl_int_init(opt);
6700
6701         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
6702
6703         if (res == isl_lp_empty)
6704                 cmp = -1;
6705         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
6706                   res == isl_lp_unbounded)
6707                 cmp = 1;
6708         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
6709                 cmp = -1;
6710         else if (res == isl_lp_ok)
6711                 cmp = 0;
6712         else
6713                 cmp = -2;
6714
6715         isl_int_clear(opt);
6716         return cmp;
6717 }
6718
6719 /* Given two sets set1 and set2, check whether
6720  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
6721  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
6722  * than a value of the same dimension in set2.
6723  *
6724  * Return
6725  *       1 if there exists such a pair
6726  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
6727  *      -1 otherwise
6728  *      -2 if some error occurred.
6729  */
6730 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
6731         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
6732 {
6733         int i, j;
6734         int follows = -1;
6735
6736         if (!set1 || !set2)
6737                 return -2;
6738
6739         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
6740                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
6741                         int f;
6742                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
6743                         if (f == 1 || f == -2)
6744                                 return f;
6745                         if (f > follows)
6746                                 follows = f;
6747                 }
6748
6749         return follows;
6750 }
6751
6752 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6753         unsigned pos, isl_int *val)
6754 {
6755         int i;
6756         int d;
6757         unsigned total;
6758
6759         if (!bmap)
6760                 return -1;
6761         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6762         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
6763                 for (; d+1 > pos; --d)
6764                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
6765                                 break;
6766                 if (d != pos)
6767                         continue;
6768                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
6769                         return 0;
6770                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
6771                         return 0;
6772                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
6773                         return 0;
6774                 if (val)
6775                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
6776                 return 1;
6777         }
6778         return 0;
6779 }
6780
6781 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
6782         unsigned pos, isl_int *val)
6783 {
6784         int i;
6785         isl_int v;
6786         isl_int tmp;
6787         int fixed;
6788
6789         if (!map)
6790                 return -1;
6791         if (map->n == 0)
6792                 return 0;
6793         if (map->n == 1)
6794                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
6795         isl_int_init(v);
6796         isl_int_init(tmp);
6797         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
6798         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
6799                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
6800                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6801                         fixed = 0;
6802         }
6803         if (val)
6804                 isl_int_set(*val, v);
6805         isl_int_clear(tmp);
6806         isl_int_clear(v);
6807         return fixed;
6808 }
6809
6810 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6811         unsigned pos, isl_int *val)
6812 {
6813         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
6814                                                 pos, val);
6815 }
6816
6817 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
6818         isl_int *val)
6819 {
6820         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
6821 }
6822
6823 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6824         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6825 {
6826         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
6827                 return -1;
6828         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
6829                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
6830 }
6831
6832 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6833         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6834 {
6835         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
6836                 return -1;
6837         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
6838                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
6839 }
6840
6841 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6842         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
6843 {
6844         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
6845 }
6846
6847 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6848  * then return this fixed value in *val.
6849  */
6850 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
6851         unsigned dim, isl_int *val)
6852 {
6853         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
6854                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
6855 }
6856
6857 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
6858  * then return this fixed value in *val.
6859  */
6860 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6861         unsigned dim, isl_int *val)
6862 {
6863         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
6864 }
6865
6866 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
6867         unsigned dim, isl_int *val)
6868 {
6869         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
6870 }
6871
6872 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
6873  * then return this fixed value in *val.
6874  */
6875 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
6876         unsigned in, isl_int *val)
6877 {
6878         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
6879 }
6880
6881 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
6882  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
6883  */
6884 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
6885         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
6886 {
6887         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
6888         isl_int *c;
6889         unsigned total;
6890         unsigned nparam;
6891
6892         if (!bset)
6893                 return -1;
6894         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
6895         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
6896         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
6897                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
6898                         continue;
6899                 if (i_eq != -1)
6900                         return 0;
6901                 i_eq = i;
6902         }
6903         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
6904                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
6905                         continue;
6906                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
6907                         return 0;
6908                 i_ineq = i;
6909         }
6910         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
6911                 return 0;
6912         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
6913         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
6914         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
6915                 return 0;
6916         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
6917                 return 0;
6918         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
6919                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
6920                 return 0;
6921         if (val)
6922                 isl_int_neg(*val, c[0]);
6923         return 1;
6924 }
6925
6926 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
6927         unsigned dim, isl_int *val)
6928 {
6929         int i;
6930         isl_int v;
6931         isl_int tmp;
6932         int fixed;
6933
6934         if (!set)
6935                 return -1;
6936         if (set->n == 0)
6937                 return 0;
6938         if (set->n == 1)
6939                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6940                                                                 dim, val);
6941         isl_int_init(v);
6942         isl_int_init(tmp);
6943         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
6944                                                                 dim, &v);
6945         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
6946                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
6947                                                                 dim, &tmp);
6948                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
6949                         fixed = 0;
6950         }
6951         if (val)
6952                 isl_int_set(*val, v);
6953         isl_int_clear(tmp);
6954         isl_int_clear(v);
6955         return fixed;
6956 }
6957
6958 struct constraint {
6959         unsigned        size;
6960         isl_int         *c;
6961 };
6962
6963 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
6964  * variables sorting first.
6965  */
6966 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
6967 {
6968         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
6969         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
6970         int l1, l2;
6971         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
6972
6973         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
6974         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
6975
6976         if (l1 != l2)
6977                 return l1 - l2;
6978
6979         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
6980 }
6981
6982 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
6983         struct isl_basic_map *bmap)
6984 {
6985         int i;
6986         struct constraint *c;
6987         unsigned total;
6988
6989         if (!bmap)
6990                 return NULL;
6991         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6992         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
6993         if (!c)
6994                 goto error;
6995         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
6996                 c[i].size = total;
6997                 c[i].c = bmap->ineq[i];
6998         }
6999         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7000         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7001                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7002         free(c);
7003         return bmap;
7004 error:
7005         isl_basic_map_free(bmap);
7006         return NULL;
7007 }
7008
7009 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7010         __isl_take isl_basic_set *bset)
7011 {
7012         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7013                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7014 }
7015
7016 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7017 {
7018         if (!bmap)
7019                 return NULL;
7020         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7021                 return bmap;
7022         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7023         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7024         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7025         return bmap;
7026 }
7027
7028 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7029 {
7030         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7031                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7032 }
7033
7034 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7035         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7036 {
7037         int i, cmp;
7038         unsigned total;
7039
7040         if (bmap1 == bmap2)
7041                 return 0;
7042         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7043             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7044                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7045         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7046                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7047         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7048                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7049         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7050                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7051         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7052             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7053                 return 0;
7054         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7055                 return 1;
7056         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7057                 return -1;
7058         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7059                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7060         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7061                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7062         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7063                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7064         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7065         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7066                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7067                 if (cmp)
7068                         return cmp;
7069         }
7070         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7071                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7072                 if (cmp)
7073                         return cmp;
7074         }
7075         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7076                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7077                 if (cmp)
7078                         return cmp;
7079         }
7080         return 0;
7081 }
7082
7083 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7084         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7085 {
7086         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7087 }
7088
7089 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7090         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7091 {
7092         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7093                                             (isl_basic_map *)bset2);
7094 }
7095
7096 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7097 {
7098         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7099         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7100
7101         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7102 }
7103
7104 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7105  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7106  * meaning of any possible other copies of map.
7107  */
7108 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7109 {
7110         int i, j;
7111         struct isl_basic_map *bmap;
7112
7113         if (!map)
7114                 return NULL;
7115         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7116                 return map;
7117         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7118                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7119                 if (!bmap)
7120                         goto error;
7121                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7122                 map->p[i] = bmap;
7123         }
7124         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7125         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7126         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7127         if (!map)
7128                 return NULL;
7129         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7130                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7131                         continue;
7132                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7133                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7134                         map->p[j-1] = map->p[j];
7135                 map->n--;
7136         }
7137         return map;
7138 error:
7139         isl_map_free(map);
7140         return NULL;
7141
7142 }
7143
7144 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7145 {
7146         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7147 }
7148
7149 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7150 {
7151         int i;
7152         int equal;
7153
7154         if (!map1 || !map2)
7155                 return -1;
7156
7157         if (map1 == map2)
7158                 return 1;
7159         if (!isl_dim_equal(map1->dim, map2->dim))
7160                 return 0;
7161
7162         map1 = isl_map_copy(map1);
7163         map2 = isl_map_copy(map2);
7164         map1 = isl_map_normalize(map1);
7165         map2 = isl_map_normalize(map2);
7166         if (!map1 || !map2)
7167                 goto error;
7168         equal = map1->n == map2->n;
7169         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7170                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7171                 if (equal < 0)
7172                         goto error;
7173         }
7174         isl_map_free(map1);
7175         isl_map_free(map2);
7176         return equal;
7177 error:
7178         isl_map_free(map1);
7179         isl_map_free(map2);
7180         return -1;
7181 }
7182
7183 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7184 {
7185         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7186 }
7187
7188 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7189 {
7190         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7191                                                 (struct isl_map *)set2);
7192 }
7193
7194 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7195 {
7196         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7197 }
7198
7199 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7200  */
7201 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7202         isl_int min, isl_int max)
7203 {
7204         int k;
7205         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7206
7207         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7208         if (!bset)
7209                 goto error;
7210
7211         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7212         if (k < 0)
7213                 goto error;
7214         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7215         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7216
7217         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7218         if (k < 0)
7219                 goto error;
7220         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7221         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7222
7223         return bset;
7224 error:
7225         isl_basic_set_free(bset);
7226         return NULL;
7227 }
7228
7229 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7230  */
7231 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7232         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7233 {
7234         int i;
7235         unsigned dim;
7236         unsigned nparam;
7237         unsigned extra;
7238         unsigned n_eq;
7239         unsigned n_ineq;
7240         struct isl_basic_set *product = NULL;
7241
7242         if (!list)
7243                 goto error;
7244         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7245         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7246         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7247         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7248         extra = list->p[0]->n_div;
7249         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7250         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7251         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7252                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7253                 isl_assert(list->ctx,
7254                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7255                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7256                 extra += list->p[i]->n_div;
7257                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7258                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7259         }
7260         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7261                                         n_eq, n_ineq);
7262         if (!product)
7263                 goto error;
7264         dim = 0;
7265         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7266                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7267                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7268                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7269         }
7270         isl_basic_set_list_free(list);
7271         return product;
7272 error:
7273         isl_basic_set_free(product);
7274         isl_basic_set_list_free(list);
7275         return NULL;
7276 }
7277
7278 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7279                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7280 {
7281         struct isl_dim *dim_result = NULL;
7282         struct isl_basic_map *bmap;
7283         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7284         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7285
7286         if (!bmap1 || !bmap2)
7287                 goto error;
7288
7289         isl_assert(bmap1->ctx, isl_dim_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7290                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7291         dim_result = isl_dim_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7292                                                    isl_dim_copy(bmap2->dim));
7293
7294         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7295         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7296         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7297         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7298         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7299
7300         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7301         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7302         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7303         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7304         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7305         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7306         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7307         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7308         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7309         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7310         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7311
7312         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7313                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7314                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7315                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7316         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7317         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7318         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7319         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7320 error:
7321         isl_basic_map_free(bmap1);
7322         isl_basic_map_free(bmap2);
7323         return NULL;
7324 }
7325
7326 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7327         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7328 {
7329         isl_basic_map *prod;
7330
7331         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7332         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7333         return prod;
7334 }
7335
7336 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7337         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7338 {
7339         return isl_basic_map_flat_product(bset1, bset2);
7340 }
7341
7342 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
7343         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7344 {
7345         isl_dim *dim_result = NULL;
7346         isl_basic_map *bmap;
7347         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
7348         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7349
7350         if (!bmap1 || !bmap2)
7351                 goto error;
7352
7353         dim_result = isl_dim_range_product(isl_dim_copy(bmap1->dim),
7354                                            isl_dim_copy(bmap2->dim));
7355
7356         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7357         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7358         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7359         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7360
7361         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7362         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7363         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7364         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7365         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7366         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7367         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
7368         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
7369         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7370         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7371         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7372
7373         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim_result,
7374                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7375                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7376                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7377         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7378         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7379         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7380         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7381 error:
7382         isl_basic_map_free(bmap1);
7383         isl_basic_map_free(bmap2);
7384         return NULL;
7385 }
7386
7387 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
7388         __isl_take isl_map *map2,
7389         __isl_give isl_dim *(*dim_product)(__isl_take isl_dim *left,
7390                                            __isl_take isl_dim *right),
7391         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
7392                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
7393 {
7394         unsigned flags = 0;
7395         struct isl_map *result;
7396         int i, j;
7397
7398         if (!map1 || !map2)
7399                 goto error;
7400
7401         isl_assert(map1->ctx, isl_dim_match(map1->dim, isl_dim_param,
7402                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
7403
7404         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
7405             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
7406                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
7407
7408         result = isl_map_alloc_dim(dim_product(isl_dim_copy(map1->dim),
7409                                                isl_dim_copy(map2->dim)),
7410                                 map1->n * map2->n, flags);
7411         if (!result)
7412                 goto error;
7413         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
7414                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
7415                         struct isl_basic_map *part;
7416                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
7417                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
7418                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
7419                                 isl_basic_map_free(part);
7420                         else
7421                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
7422                         if (!result)
7423                                 goto error;
7424                 }
7425         isl_map_free(map1);
7426         isl_map_free(map2);
7427         return result;
7428 error:
7429         isl_map_free(map1);
7430         isl_map_free(map2);
7431         return NULL;
7432 }
7433
7434 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
7435  */
7436 struct isl_map *isl_map_product(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7437 {
7438         return map_product(map1, map2, &isl_dim_product, &isl_basic_map_product);
7439 }
7440
7441 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
7442  */
7443 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
7444         __isl_take isl_map *map2)
7445 {
7446         isl_map *prod;
7447
7448         prod = isl_map_product(map1, map2);
7449         prod = isl_map_flatten(prod);
7450         return prod;
7451 }
7452
7453 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
7454  */
7455 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7456 {
7457         return (struct isl_set *)isl_map_product((struct isl_map *)set1,
7458                                                  (struct isl_map *)set2);
7459 }
7460
7461 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
7462         __isl_take isl_set *set2)
7463 {
7464         return (isl_set *)isl_map_flat_product((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7465 }
7466
7467 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
7468  */
7469 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
7470         __isl_take isl_map *map2)
7471 {
7472         return map_product(map1, map2, &isl_dim_range_product,
7473                                 &isl_basic_map_range_product);
7474 }
7475
7476 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7477 {
7478         int i;
7479         uint32_t hash = isl_hash_init();
7480         unsigned total;
7481
7482         if (!bmap)
7483                 return 0;
7484         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
7485         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
7486         if (!bmap)
7487                 return 0;
7488         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7489         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
7490         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
7491                 uint32_t c_hash;
7492                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
7493                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7494         }
7495         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
7496         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7497                 uint32_t c_hash;
7498                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
7499                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7500         }
7501         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
7502         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7503                 uint32_t c_hash;
7504                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7505                         continue;
7506                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
7507                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
7508                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
7509         }
7510         isl_basic_map_free(bmap);
7511         return hash;
7512 }
7513
7514 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7515 {
7516         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
7517 }
7518
7519 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
7520 {
7521         int i;
7522         uint32_t hash;
7523
7524         if (!map)
7525                 return 0;
7526         map = isl_map_copy(map);
7527         map = isl_map_normalize(map);
7528         if (!map)
7529                 return 0;
7530
7531         hash = isl_hash_init();
7532         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7533                 uint32_t bmap_hash;
7534                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
7535                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
7536         }
7537
7538         isl_map_free(map);
7539
7540         return hash;
7541 }
7542
7543 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
7544 {
7545         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
7546 }
7547
7548 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7549  * by the values of the other parameters and variables.
7550  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
7551  */
7552 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
7553 {
7554         int i;
7555         unsigned nparam;
7556
7557         if (!bset)
7558                 return -1;
7559         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7560         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
7561                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
7562                         return 1;
7563         return 0;
7564 }
7565
7566 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
7567  * by the values of the other parameters and variables.
7568  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
7569  * for each of the subsets.
7570  */
7571 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
7572 {
7573         int i;
7574
7575         if (!set)
7576                 return -1;
7577         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7578                 int unique;
7579                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
7580                 if (unique != 1)
7581                         return unique;
7582         }
7583         return 1;
7584 }
7585
7586 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
7587 {
7588         return set ? set->n : 0;
7589 }
7590
7591 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
7592         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
7593 {
7594         int i;
7595
7596         if (!map)
7597                 return -1;
7598
7599         for (i = 0; i < map->n; ++i)
7600                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
7601                         return -1;
7602
7603         return 0;
7604 }
7605
7606 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
7607         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
7608 {
7609         int i;
7610
7611         if (!set)
7612                 return -1;
7613
7614         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7615                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
7616                         return -1;
7617
7618         return 0;
7619 }
7620
7621 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
7622 {
7623         struct isl_dim *dim;
7624
7625         if (!bset)
7626                 return NULL;
7627
7628         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7629         if (!bset)
7630                 return NULL;
7631
7632         dim = isl_basic_set_get_dim(bset);
7633         dim = isl_dim_lift(dim, bset->n_div);
7634         if (!dim)
7635                 goto error;
7636         isl_dim_free(bset->dim);
7637         bset->dim = dim;
7638         bset->extra -= bset->n_div;
7639         bset->n_div = 0;
7640
7641         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
7642
7643         return bset;
7644 error:
7645         isl_basic_set_free(bset);
7646         return NULL;
7647 }
7648
7649 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
7650 {
7651         int i;
7652         struct isl_dim *dim;
7653         unsigned n_div;
7654
7655         set = isl_set_align_divs(set);
7656
7657         if (!set)
7658                 return NULL;
7659
7660         set = isl_set_cow(set);
7661         if (!set)
7662                 return NULL;
7663
7664         n_div = set->p[0]->n_div;
7665         dim = isl_set_get_dim(set);
7666         dim = isl_dim_lift(dim, n_div);
7667         if (!dim)
7668                 goto error;
7669         isl_dim_free(set->dim);
7670         set->dim = dim;
7671
7672         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
7673                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
7674                 if (!set->p[i])
7675                         goto error;
7676         }
7677
7678         return set;
7679 error:
7680         isl_set_free(set);
7681         return NULL;
7682 }
7683
7684 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
7685 {
7686         struct isl_dim *dim;
7687         struct isl_basic_map *bmap;
7688         unsigned n_set;
7689         unsigned n_div;
7690         unsigned n_param;
7691         unsigned total;
7692         int i, k, l;
7693
7694         set = isl_set_align_divs(set);
7695
7696         if (!set)
7697                 return NULL;
7698
7699         dim = isl_set_get_dim(set);
7700         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
7701                 isl_set_free(set);
7702                 return isl_map_identity(isl_dim_map_from_set(dim));
7703         }
7704
7705         n_div = set->p[0]->n_div;
7706         dim = isl_dim_map_from_set(dim);
7707         n_param = isl_dim_size(dim, isl_dim_param);
7708         n_set = isl_dim_size(dim, isl_dim_in);
7709         dim = isl_dim_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
7710         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
7711         for (i = 0; i < n_set; ++i)
7712                 bmap = var_equal(bmap, i);
7713
7714         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
7715         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
7716                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7717                 if (k < 0)
7718                         goto error;
7719                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
7720                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
7721                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
7722                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
7723                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
7724                             set->p[0]->div[i][0]);
7725
7726                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
7727                 if (l < 0)
7728                         goto error;
7729                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
7730                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
7731                             set->p[0]->div[i][0]);
7732                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
7733         }
7734
7735         isl_set_free(set);
7736         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7737         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
7738         return isl_map_from_basic_map(bmap);
7739 error:
7740         isl_set_free(set);
7741         isl_basic_map_free(bmap);
7742         return NULL;
7743 }
7744
7745 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7746 {
7747         unsigned dim;
7748         int size = 0;
7749
7750         if (!bset)
7751                 return -1;
7752
7753         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
7754         size += bset->n_eq * (1 + dim);
7755         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
7756         size += bset->n_div * (2 + dim);
7757
7758         return size;
7759 }
7760
7761 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
7762 {
7763         int i;
7764         int size = 0;
7765
7766         if (!set)
7767                 return -1;
7768
7769         for (i = 0; i < set->n; ++i)
7770                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
7771
7772         return size;
7773 }
7774
7775 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7776         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7777 {
7778         int i;
7779         int lower, upper;
7780
7781         if (!bmap)
7782                 return -1;
7783
7784         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
7785
7786         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
7787
7788         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
7789                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
7790                         return 1;
7791
7792         lower = upper = 0;
7793         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7794                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
7795                 if (sgn > 0)
7796                         lower = 1;
7797                 if (sgn < 0)
7798                         upper = 1;
7799         }
7800
7801         return lower && upper;
7802 }
7803
7804 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
7805         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7806 {
7807         int i;
7808
7809         if (!map)
7810                 return -1;
7811
7812         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7813                 int bounded;
7814                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
7815                 if (bounded < 0 || !bounded)
7816                         return bounded;
7817         }
7818
7819         return 1;
7820 }
7821
7822 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
7823  * and a lower bound.
7824  */
7825 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
7826         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
7827 {
7828         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
7829 }
7830
7831 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
7832  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
7833  * elements of the array "signs".
7834  * Sign
7835  *      1 means that the variable is non-negative
7836  *      -1 means that the variable is non-positive
7837  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
7838  */
7839 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7840         unsigned first, unsigned n, int *signs)
7841 {
7842         isl_vec *bound = NULL;
7843         struct isl_tab *tab = NULL;
7844         struct isl_tab_undo *snap;
7845         int i;
7846
7847         if (!bset || !signs)
7848                 return -1;
7849
7850         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7851         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
7852         if (!bound || !tab)
7853                 goto error;
7854
7855         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
7856         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
7857
7858         snap = isl_tab_snap(tab);
7859         for (i = 0; i < n; ++i) {
7860                 int empty;
7861
7862                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
7863                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
7864                         goto error;
7865                 empty = tab->empty;
7866                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
7867                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
7868                         goto error;
7869
7870                 if (empty) {
7871                         signs[i] = 1;
7872                         continue;
7873                 }
7874
7875                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
7876                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
7877                         goto error;
7878                 empty = tab->empty;
7879                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
7880                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
7881                         goto error;
7882
7883                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
7884         }
7885
7886         isl_tab_free(tab);
7887         isl_vec_free(bound);
7888         return 0;
7889 error:
7890         isl_tab_free(tab);
7891         isl_vec_free(bound);
7892         return -1;
7893 }
7894
7895 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7896         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
7897 {
7898         if (!bset || !signs)
7899                 return -1;
7900         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
7901                 return -1);
7902
7903         first += pos(bset->dim, type) - 1;
7904         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
7905 }
7906
7907 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
7908  * In particular, for each output dimension, check that there is
7909  * an equality that defines the output dimension in terms of
7910  * earlier dimensions.
7911  */
7912 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7913 {
7914         int i, j;
7915         unsigned total;
7916         unsigned n_out;
7917         unsigned o_out;
7918
7919         if (!bmap)
7920                 return -1;
7921
7922         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7923         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
7924         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
7925
7926         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
7927                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
7928                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
7929                                 continue;
7930                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
7931                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
7932                                 break;
7933                 }
7934                 if (j >= bmap->n_eq)
7935                         return 0;
7936         }
7937
7938         return 1;
7939 }
7940
7941 /* Check if the given map is obviously single-valued.
7942  */
7943 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
7944 {
7945         int sv;
7946
7947         if (!map)
7948                 return -1;
7949         if (map->n == 0)
7950                 return 1;
7951         if (map->n >= 2)
7952                 return 0;
7953
7954         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
7955 }
7956
7957 /* Check if the given map is single-valued.
7958  * We simply compute
7959  *
7960  *      M \circ M^-1
7961  *
7962  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
7963  */
7964 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
7965 {
7966         isl_dim *dim;
7967         isl_map *test;
7968         isl_map *id;
7969         int sv;
7970
7971         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
7972         if (sv < 0 || sv)
7973                 return sv;
7974
7975         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
7976         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
7977
7978         dim = isl_dim_map_from_set(isl_dim_range(isl_map_get_dim(map)));
7979         id = isl_map_identity(dim);
7980
7981         sv = isl_map_is_subset(test, id);
7982
7983         isl_map_free(test);
7984         isl_map_free(id);
7985
7986         return sv;
7987 }
7988
7989 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
7990 {
7991         int in;
7992
7993         map = isl_map_copy(map);
7994         map = isl_map_reverse(map);
7995         in = isl_map_is_single_valued(map);
7996         isl_map_free(map);
7997
7998         return in;
7999 }
8000
8001 /* Check if the given map is obviously injective.
8002  */
8003 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8004 {
8005         int in;
8006
8007         map = isl_map_copy(map);
8008         map = isl_map_reverse(map);
8009         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8010         isl_map_free(map);
8011
8012         return in;
8013 }
8014
8015 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8016 {
8017         int sv;
8018
8019         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8020         if (sv < 0 || !sv)
8021                 return sv;
8022
8023         return isl_map_is_injective(map);
8024 }
8025
8026 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8027 {
8028         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8029 }
8030
8031 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8032 {
8033         int ok;
8034         isl_set *delta;
8035
8036         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8037         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8038         isl_set_free(delta);
8039
8040         return ok;
8041 }
8042
8043 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8044 {
8045         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8046                 return 0;
8047         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8048                 return 0;
8049         return 1;
8050 }
8051
8052 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8053 {
8054         int i, j;
8055         unsigned nvar;
8056         unsigned ovar;
8057
8058         if (!bset)
8059                 return -1;
8060
8061         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8062                 return 0;
8063
8064         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8065         ovar = isl_dim_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8066         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8067                 int lower = 0, upper = 0;
8068                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8069                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8070                                 continue;
8071                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8072                                 return 0;
8073                         break;
8074                 }
8075                 if (i < bset->n_eq)
8076                         continue;
8077                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8078                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8079                                 continue;
8080                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8081                                 return 0;
8082                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8083                                 lower = 1;
8084                         else
8085                                 upper = 1;
8086                 }
8087                 if (!lower || !upper)
8088                         return 0;
8089         }
8090
8091         return 1;
8092 }
8093
8094 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8095 {
8096         if (!set)
8097                 return -1;
8098         if (set->n != 1)
8099                 return 0;
8100
8101         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8102 }
8103
8104 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8105 {
8106         if (!bset)
8107                 return -1;
8108
8109         return isl_dim_is_wrapping(bset->dim);
8110 }
8111
8112 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8113 {
8114         if (!set)
8115                 return -1;
8116
8117         return isl_dim_is_wrapping(set->dim);
8118 }
8119
8120 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8121 {
8122         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8123         if (!bmap)
8124                 return NULL;
8125
8126         bmap->dim = isl_dim_wrap(bmap->dim);
8127         if (!bmap->dim)
8128                 goto error;
8129
8130         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8131
8132         return (isl_basic_set *)bmap;
8133 error:
8134         isl_basic_map_free(bmap);
8135         return NULL;
8136 }
8137
8138 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
8139 {
8140         int i;
8141
8142         map = isl_map_cow(map);
8143         if (!map)
8144                 return NULL;
8145
8146         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8147                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
8148                 if (!map->p[i])
8149                         goto error;
8150         }
8151         map->dim = isl_dim_wrap(map->dim);
8152         if (!map->dim)
8153                 goto error;
8154
8155         return (isl_set *)map;
8156 error:
8157         isl_map_free(map);
8158         return NULL;
8159 }
8160
8161 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
8162 {
8163         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8164         if (!bset)
8165                 return NULL;
8166
8167         bset->dim = isl_dim_unwrap(bset->dim);
8168         if (!bset->dim)
8169                 goto error;
8170
8171         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8172
8173         return (isl_basic_map *)bset;
8174 error:
8175         isl_basic_set_free(bset);
8176         return NULL;
8177 }
8178
8179 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
8180 {
8181         int i;
8182
8183         if (!set)
8184                 return NULL;
8185
8186         if (!isl_set_is_wrapping(set))
8187                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
8188                         goto error);
8189
8190         set = isl_set_cow(set);
8191         if (!set)
8192                 return NULL;
8193
8194         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8195                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
8196                 if (!set->p[i])
8197                         goto error;
8198         }
8199
8200         set->dim = isl_dim_unwrap(set->dim);
8201         if (!set->dim)
8202                 goto error;
8203
8204         return (isl_map *)set;
8205 error:
8206         isl_set_free(set);
8207         return NULL;
8208 }
8209
8210 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8211         enum isl_dim_type type)
8212 {
8213         if (!bmap)
8214                 return NULL;
8215
8216         if (!isl_dim_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
8217                 return bmap;
8218
8219         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8220         if (!bmap)
8221                 return NULL;
8222
8223         bmap->dim = isl_dim_reset(bmap->dim, type);
8224         if (!bmap->dim)
8225                 goto error;
8226
8227         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8228
8229         return bmap;
8230 error:
8231         isl_basic_map_free(bmap);
8232         return NULL;
8233 }
8234
8235 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
8236         enum isl_dim_type type)
8237 {
8238         int i;
8239
8240         if (!map)
8241                 return NULL;
8242
8243         if (!isl_dim_is_named_or_nested(map->dim, type))
8244                 return map;
8245
8246         map = isl_map_cow(map);
8247         if (!map)
8248                 return NULL;
8249
8250         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8251                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
8252                 if (!map->p[i])
8253                         goto error;
8254         }
8255         map->dim = isl_dim_reset(map->dim, type);
8256         if (!map->dim)
8257                 goto error;
8258
8259         return map;
8260 error:
8261         isl_map_free(map);
8262         return NULL;
8263 }
8264
8265 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8266 {
8267         if (!bmap)
8268                 return NULL;
8269
8270         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
8271                 return bmap;
8272
8273         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8274         if (!bmap)
8275                 return NULL;
8276
8277         bmap->dim = isl_dim_flatten(bmap->dim);
8278         if (!bmap->dim)
8279                 goto error;
8280
8281         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8282
8283         return bmap;
8284 error:
8285         isl_basic_map_free(bmap);
8286         return NULL;
8287 }
8288
8289 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
8290 {
8291         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
8292 }
8293
8294 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
8295 {
8296         int i;
8297
8298         if (!map)
8299                 return NULL;
8300
8301         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
8302                 return map;
8303
8304         map = isl_map_cow(map);
8305         if (!map)
8306                 return NULL;
8307
8308         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8309                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
8310                 if (!map->p[i])
8311                         goto error;
8312         }
8313         map->dim = isl_dim_flatten(map->dim);
8314         if (!map->dim)
8315                 goto error;
8316
8317         return map;
8318 error:
8319         isl_map_free(map);
8320         return NULL;
8321 }
8322
8323 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
8324 {
8325         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
8326 }
8327
8328 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
8329 {
8330         isl_dim *dim, *flat_dim;
8331         isl_map *map;
8332
8333         dim = isl_set_get_dim(set);
8334         flat_dim = isl_dim_flatten(isl_dim_copy(dim));
8335         map = isl_map_identity(isl_dim_join(isl_dim_reverse(dim), flat_dim));
8336         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
8337
8338         return map;
8339 }
8340
8341 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
8342  * and set the dimension specification to "dim".
8343  */
8344 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8345         __isl_take isl_dim *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
8346 {
8347         isl_basic_map *res;
8348
8349         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8350         if (!bmap || !dim || !dim_map)
8351                 goto error;
8352
8353         res = isl_basic_map_alloc_dim(dim,
8354                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
8355         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
8356         res = isl_basic_map_finalize(res);
8357         return res;
8358 error:
8359         free(dim_map);
8360         isl_basic_map_free(bmap);
8361         isl_dim_free(dim);
8362         return NULL;
8363 }
8364
8365 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
8366  */
8367 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
8368         __isl_take isl_reordering *r)
8369 {
8370         int i;
8371         struct isl_dim_map *dim_map;
8372
8373         map = isl_map_cow(map);
8374         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
8375         if (!map || !r || !dim_map)
8376                 goto error;
8377
8378         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8379                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
8380
8381                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
8382
8383                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
8384                                             isl_dim_copy(r->dim), dim_map_i);
8385
8386                 if (!map->p[i])
8387                         goto error;
8388         }
8389
8390         map = isl_map_reset_dim(map, isl_dim_copy(r->dim));
8391
8392         isl_reordering_free(r);
8393         free(dim_map);
8394         return map;
8395 error:
8396         free(dim_map);
8397         isl_map_free(map);
8398         isl_reordering_free(r);
8399         return NULL;
8400 }
8401
8402 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
8403         __isl_take isl_reordering *r)
8404 {
8405         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
8406 }
8407
8408 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
8409         __isl_take isl_dim *model)
8410 {
8411         isl_ctx *ctx;
8412
8413         if (!map || !model)
8414                 goto error;
8415
8416         ctx = isl_dim_get_ctx(model);
8417         if (!isl_dim_has_named_params(model))
8418                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8419                         "model has unnamed parameters", goto error);
8420         if (!isl_dim_has_named_params(map->dim))
8421                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
8422                         "relation has unnamed parameters", goto error);
8423         if (!isl_dim_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
8424                 isl_reordering *exp;
8425
8426                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_in,
8427                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_in));
8428                 model = isl_dim_drop(model, isl_dim_out,
8429                                         0, isl_dim_size(model, isl_dim_out));
8430                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
8431                 exp = isl_reordering_extend_dim(exp, isl_map_get_dim(map));
8432                 map = isl_map_realign(map, exp);
8433         }
8434
8435         isl_dim_free(model);
8436         return map;
8437 error:
8438         isl_dim_free(model);
8439         isl_map_free(map);
8440         return NULL;
8441 }
8442
8443 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
8444         __isl_take isl_dim *model)
8445 {
8446         return isl_map_align_params(set, model);
8447 }
8448
8449 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
8450                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8451                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8452                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8453 {
8454         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8455         struct isl_mat *mat;
8456         int i, j, k;
8457         int pos;
8458
8459         if (!bmap)
8460                 return NULL;
8461         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
8462                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8463         if (!mat)
8464                 return NULL;
8465         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8466                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8467                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8468                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8469                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8470                                             bmap->eq[i][off + k]);
8471                                 ++pos;
8472                         }
8473                 }
8474
8475         return mat;
8476 }
8477
8478 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
8479                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
8480                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8481                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8482 {
8483         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8484         struct isl_mat *mat;
8485         int i, j, k;
8486         int pos;
8487
8488         if (!bmap)
8489                 return NULL;
8490         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
8491                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
8492         if (!mat)
8493                 return NULL;
8494         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8495                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8496                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8497                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8498                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
8499                                             bmap->ineq[i][off + k]);
8500                                 ++pos;
8501                         }
8502                 }
8503
8504         return mat;
8505 }
8506
8507 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
8508         __isl_take isl_dim *dim,
8509         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8510         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
8511         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
8512 {
8513         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
8514         isl_basic_map *bmap;
8515         unsigned total;
8516         unsigned extra;
8517         int i, j, k, l;
8518         int pos;
8519
8520         if (!dim || !eq || !ineq)
8521                 goto error;
8522
8523         if (eq->n_col != ineq->n_col)
8524                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8525                         "equalities and inequalities matrices should have "
8526                         "same number of columns", goto error);
8527
8528         total = 1 + isl_dim_total(dim);
8529
8530         if (eq->n_col < total)
8531                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
8532                         "number of columns too small", goto error);
8533
8534         extra = eq->n_col - total;
8535
8536         bmap = isl_basic_map_alloc_dim(isl_dim_copy(dim), extra,
8537                                        eq->n_row, ineq->n_row);
8538         if (!bmap)
8539                 goto error;
8540         for (i = 0; i < extra; ++i) {
8541                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
8542                 if (k < 0)
8543                         goto error;
8544                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
8545         }
8546         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
8547                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
8548                 if (l < 0)
8549                         goto error;
8550                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8551                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8552                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8553                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
8554                                             eq->row[i][pos]);
8555                                 ++pos;
8556                         }
8557                 }
8558         }
8559         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
8560                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8561                 if (l < 0)
8562                         goto error;
8563                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
8564                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
8565                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
8566                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
8567                                             ineq->row[i][pos]);
8568                                 ++pos;
8569                         }
8570                 }
8571         }
8572
8573         isl_dim_free(dim);
8574         isl_mat_free(eq);
8575         isl_mat_free(ineq);
8576
8577         return bmap;
8578 error:
8579         isl_dim_free(dim);
8580         isl_mat_free(eq);
8581         isl_mat_free(ineq);
8582         return NULL;
8583 }
8584
8585 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
8586         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8587         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8588 {
8589         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8590                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8591 }
8592
8593 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
8594         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
8595         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8596 {
8597         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
8598                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8599 }
8600
8601 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
8602         __isl_take isl_dim *dim,
8603         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
8604         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
8605 {
8606         return (isl_basic_set*)
8607             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
8608                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
8609 }
8610
8611 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8612 {
8613         if (!bmap)
8614                 return -1;
8615
8616         return isl_dim_can_zip(bmap->dim);
8617 }
8618
8619 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
8620 {
8621         if (!map)
8622                 return -1;
8623
8624         return isl_dim_can_zip(map->dim);
8625 }
8626
8627 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
8628  * (A -> C) -> (B -> D).
8629  */
8630 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8631 {
8632         unsigned pos;
8633         unsigned n1;
8634         unsigned n2;
8635
8636         if (!bmap)
8637                 return NULL;
8638
8639         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
8640                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
8641                         "basic map cannot be zipped", goto error);
8642         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
8643                 isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
8644         n1 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
8645         n2 = isl_dim_size(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
8646         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
8647         if (!bmap)
8648                 return NULL;
8649         bmap->dim = isl_dim_zip(bmap->dim);
8650         if (!bmap->dim)
8651                 goto error;
8652         return bmap;
8653 error:
8654         isl_basic_map_free(bmap);
8655         return NULL;
8656 }
8657
8658 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
8659  * (A -> C) -> (B -> D).
8660  */
8661 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
8662 {
8663         int i;
8664
8665         if (!map)
8666                 return NULL;
8667
8668         if (!isl_map_can_zip(map))
8669                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
8670                         goto error);
8671
8672         map = isl_map_cow(map);
8673         if (!map)
8674                 return NULL;
8675
8676         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8677                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
8678                 if (!map->p[i])
8679                         goto error;
8680         }
8681
8682         map->dim = isl_dim_zip(map->dim);
8683         if (!map->dim)
8684                 goto error;
8685
8686         return map;
8687 error:
8688         isl_map_free(map);
8689         return NULL;
8690 }