isl_map.c

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