isl_map.c

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