isl_access_info_free: return NULL
[platform/upstream/isl.git] / 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 <isl_ctx_private.h>
15 #include <isl_map_private.h>
16 #include <isl/blk.h>
17 #include "isl_space_private.h"
18 #include "isl_equalities.h"
19 #include <isl_list_private.h>
20 #include <isl/lp.h>
21 #include <isl/seq.h>
22 #include <isl/set.h>
23 #include <isl/map.h>
24 #include "isl_map_piplib.h"
25 #include <isl_reordering.h>
26 #include "isl_sample.h"
27 #include "isl_tab.h"
28 #include <isl/vec.h>
29 #include <isl_mat_private.h>
30 #include <isl_dim_map.h>
31 #include <isl_local_space_private.h>
32 #include <isl_aff_private.h>
33 #include <isl_options_private.h>
34
35 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
36 {
37         switch (type) {
38         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
39         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
40         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
41         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
42         default:                return 0;
43         }
44 }
45
46 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
47 {
48         switch (type) {
49         case isl_dim_param:     return 1;
50         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
51         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
52         default:                return 0;
53         }
54 }
55
56 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
57                                 enum isl_dim_type type)
58 {
59         if (!bmap)
60                 return 0;
61         switch (type) {
62         case isl_dim_cst:       return 1;
63         case isl_dim_param:
64         case isl_dim_in:
65         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
66         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
67         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
68         default:                return 0;
69         }
70 }
71
72 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
73 {
74         return map ? n(map->dim, type) : 0;
75 }
76
77 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
78 {
79         return set ? n(set->dim, type) : 0;
80 }
81
82 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
83                                         enum isl_dim_type type)
84 {
85         isl_space *dim = bmap->dim;
86         switch (type) {
87         case isl_dim_cst:       return 0;
88         case isl_dim_param:     return 1;
89         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
90         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
91         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
92         default:                return 0;
93         }
94 }
95
96 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
97                                         enum isl_dim_type type)
98 {
99         return isl_basic_map_offset(bset, type);
100 }
101
102 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
103 {
104         return pos(map->dim, type);
105 }
106
107 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
108                                 enum isl_dim_type type)
109 {
110         return isl_basic_map_dim(bset, type);
111 }
112
113 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
114 {
115         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
116 }
117
118 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
119 {
120         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
121 }
122
123 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
124 {
125         if (!bset)
126                 return 0;
127         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
128 }
129
130 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
131 {
132         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
133 }
134
135 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
136 {
137         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
138 }
139
140 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
141 {
142         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
143 }
144
145 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
146 {
147         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
148 }
149
150 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
151 {
152         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
153 }
154
155 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
156 {
157         return bmap ? bmap->n_div : 0;
158 }
159
160 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
161 {
162         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
163 }
164
165 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
166 {
167         return map ? map->dim->n_in : 0;
168 }
169
170 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
171 {
172         return map ? map->dim->n_out : 0;
173 }
174
175 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
176 {
177         return map ? map->dim->nparam : 0;
178 }
179
180 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
181 {
182         int m;
183         if (!map || !set)
184                 return -1;
185         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
186         if (m < 0 || !m)
187                 return m;
188         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
189 }
190
191 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
192                 struct isl_basic_set *bset)
193 {
194         int m;
195         if (!bmap || !bset)
196                 return -1;
197         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
198         if (m < 0 || !m)
199                 return m;
200         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
201 }
202
203 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
204 {
205         int m;
206         if (!map || !set)
207                 return -1;
208         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
209         if (m < 0 || !m)
210                 return m;
211         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
212 }
213
214 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
215                 struct isl_basic_set *bset)
216 {
217         int m;
218         if (!bmap || !bset)
219                 return -1;
220         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
221         if (m < 0 || !m)
222                 return m;
223         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
224 }
225
226 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
227 {
228         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
229 }
230
231 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
232 {
233         return bset ? bset->ctx : NULL;
234 }
235
236 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
237 {
238         return map ? map->ctx : NULL;
239 }
240
241 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
242 {
243         return set ? set->ctx : NULL;
244 }
245
246 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
247 {
248         if (!bmap)
249                 return NULL;
250         return isl_space_copy(bmap->dim);
251 }
252
253 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
254 {
255         if (!bset)
256                 return NULL;
257         return isl_space_copy(bset->dim);
258 }
259
260 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
261  */
262 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
263 {
264         int i;
265         isl_ctx *ctx;
266         isl_mat *div;
267         unsigned total;
268         unsigned cols;
269
270         if (!bmap)
271                 return NULL;
272
273         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
274         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
275         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
276         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
277         if (!div)
278                 return NULL;
279
280         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
281                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
282
283         return div;
284 }
285
286 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
287         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
288 {
289         isl_mat *div;
290
291         if (!bmap)
292                 return NULL;
293
294         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
295         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
296 }
297
298 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
299         __isl_keep isl_basic_set *bset)
300 {
301         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
302 }
303
304 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
305         __isl_take isl_local_space *ls)
306 {
307         int i;
308         int n_div;
309         isl_basic_map *bmap;
310
311         if (!ls)
312                 return NULL;
313
314         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
315         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
316                                         n_div, 0, 2 * n_div);
317
318         for (i = 0; i < n_div; ++i)
319                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
320                         goto error;
321
322         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
323                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
324                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
325                         goto error;
326         }
327                                         
328         isl_local_space_free(ls);
329         return bmap;
330 error:
331         isl_local_space_free(ls);
332         isl_basic_map_free(bmap);
333         return NULL;
334 }
335
336 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
337         __isl_take isl_local_space *ls)
338 {
339         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
340 }
341
342 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
343 {
344         if (!map)
345                 return NULL;
346         return isl_space_copy(map->dim);
347 }
348
349 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
350 {
351         if (!set)
352                 return NULL;
353         return isl_space_copy(set->dim);
354 }
355
356 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
357         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
358 {
359         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
360         if (!bmap)
361                 return NULL;
362         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
363         if (!bmap->dim)
364                 goto error;
365         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
366         return bmap;
367 error:
368         isl_basic_map_free(bmap);
369         return NULL;
370 }
371
372 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
373         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
374 {
375         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
376 }
377
378 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
379         enum isl_dim_type type)
380 {
381         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
382 }
383
384 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
385         enum isl_dim_type type, const char *s)
386 {
387         int i;
388
389         map = isl_map_cow(map);
390         if (!map)
391                 return NULL;
392
393         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
394         if (!map->dim)
395                 goto error;
396
397         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
398                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
399                 if (!map->p[i])
400                         goto error;
401         }
402
403         return map;
404 error:
405         isl_map_free(map);
406         return NULL;
407 }
408
409 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
410         enum isl_dim_type type)
411 {
412         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
413 }
414
415 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
416         const char *s)
417 {
418         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
419 }
420
421 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
422         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
423 {
424         map = isl_map_cow(map);
425         if (!map)
426                 return isl_id_free(id);
427
428         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
429
430         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
431 }
432
433 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
434         __isl_take isl_id *id)
435 {
436         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
437 }
438
439 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
440         enum isl_dim_type type)
441 {
442         map = isl_map_cow(map);
443         if (!map)
444                 return NULL;
445
446         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
447
448         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
449 }
450
451 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
452 {
453         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
454 }
455
456 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
457 {
458         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
459 }
460
461 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
462         enum isl_dim_type type)
463 {
464         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
465 }
466
467 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
468 {
469         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
470 }
471
472 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
473 {
474         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
475 }
476
477 /* Does the set tuple have a name?
478  */
479 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
480 {
481         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
482 }
483
484
485 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
486 {
487         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
488 }
489
490 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
491 {
492         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
493 }
494
495 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
496         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
497 {
498         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
499 }
500
501 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
502         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
503 {
504         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
505 }
506
507 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
508         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
509 {
510         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
511 }
512
513 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
514         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
515 {
516         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
517 }
518
519 /* Does the given dimension have a name?
520  */
521 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
522         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
523 {
524         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
525 }
526
527 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
528         __isl_take isl_basic_map *bmap,
529         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
530 {
531         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
532         if (!bmap)
533                 return NULL;
534         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
535         if (!bmap->dim)
536                 goto error;
537         return isl_basic_map_finalize(bmap);
538 error:
539         isl_basic_map_free(bmap);
540         return NULL;
541 }
542
543 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
544         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
545 {
546         int i;
547
548         map = isl_map_cow(map);
549         if (!map)
550                 return NULL;
551
552         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
553         if (!map->dim)
554                 goto error;
555
556         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
557                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
558                 if (!map->p[i])
559                         goto error;
560         }
561
562         return map;
563 error:
564         isl_map_free(map);
565         return NULL;
566 }
567
568 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
569         __isl_take isl_basic_set *bset,
570         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
571 {
572         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
573                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
574 }
575
576 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
577         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
578 {
579         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
580 }
581
582 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
583         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
584 {
585         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
586 }
587
588 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
589         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
590 {
591         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
592 }
593
594 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
595         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
596 {
597         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
598 }
599
600 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
601         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
602 {
603         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
604 }
605
606 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
607         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
608 {
609         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
610 }
611
612 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
613         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
614 {
615         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
616 }
617
618 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
619         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
620 {
621         map = isl_map_cow(map);
622         if (!map)
623                 return isl_id_free(id);
624
625         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
626
627         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
628 }
629
630 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
631         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
632 {
633         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
634 }
635
636 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
637         __isl_keep isl_id *id)
638 {
639         if (!map)
640                 return -1;
641         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
642 }
643
644 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
645         __isl_keep isl_id *id)
646 {
647         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
648 }
649
650 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
651         const char *name)
652 {
653         if (!map)
654                 return -1;
655         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
656 }
657
658 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
659         const char *name)
660 {
661         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
662 }
663
664 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
665 {
666         if (!bmap)
667                 return -1;
668         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
669 }
670
671 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
672 {
673         return isl_basic_map_is_rational(bset);
674 }
675
676 /* Is this basic set a parameter domain?
677  */
678 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
679 {
680         if (!bset)
681                 return -1;
682         return isl_space_is_params(bset->dim);
683 }
684
685 /* Is this set a parameter domain?
686  */
687 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
688 {
689         if (!set)
690                 return -1;
691         return isl_space_is_params(set->dim);
692 }
693
694 /* Is this map actually a parameter domain?
695  * Users should never call this function.  Outside of isl,
696  * a map can never be a parameter domain.
697  */
698 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
699 {
700         if (!map)
701                 return -1;
702         return isl_space_is_params(map->dim);
703 }
704
705 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
706                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
707                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
708 {
709         int i;
710         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
711
712         bmap->ctx = ctx;
713         isl_ctx_ref(ctx);
714
715         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
716         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
717                 goto error;
718
719         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
720         if (!bmap->ineq)
721                 goto error;
722
723         if (extra == 0) {
724                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
725                 bmap->div = NULL;
726         } else {
727                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
728                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
729                         goto error;
730
731                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
732                 if (!bmap->div)
733                         goto error;
734         }
735
736         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
737                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
738
739         for (i = 0; i < extra; ++i)
740                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
741
742         bmap->ref = 1;
743         bmap->flags = 0;
744         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
745         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
746         bmap->extra = extra;
747         bmap->n_eq = 0;
748         bmap->n_ineq = 0;
749         bmap->n_div = 0;
750         bmap->sample = NULL;
751
752         return bmap;
753 error:
754         isl_basic_map_free(bmap);
755         return NULL;
756 }
757
758 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
759                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
760                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
761 {
762         struct isl_basic_map *bmap;
763         isl_space *space;
764
765         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
766         if (!space)
767                 return NULL;
768
769         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
770         return (struct isl_basic_set *)bmap;
771 }
772
773 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
774                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
775 {
776         struct isl_basic_map *bmap;
777         if (!dim)
778                 return NULL;
779         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
780         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
781         return (struct isl_basic_set *)bmap;
782 error:
783         isl_space_free(dim);
784         return NULL;
785 }
786
787 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
788                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
789 {
790         struct isl_basic_map *bmap;
791
792         if (!dim)
793                 return NULL;
794         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
795         if (!bmap)
796                 goto error;
797         bmap->dim = dim;
798
799         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
800 error:
801         isl_space_free(dim);
802         return NULL;
803 }
804
805 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
806                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
807                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
808 {
809         struct isl_basic_map *bmap;
810         isl_space *dim;
811
812         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
813         if (!dim)
814                 return NULL;
815
816         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
817         return bmap;
818 }
819
820 static void dup_constraints(
821                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
822 {
823         int i;
824         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
825
826         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
827                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
828                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
829         }
830
831         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
832                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
833                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
834         }
835
836         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
837                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
838                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
839         }
840         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
841 }
842
843 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
844 {
845         struct isl_basic_map *dup;
846
847         if (!bmap)
848                 return NULL;
849         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
850                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
851         if (!dup)
852                 return NULL;
853         dup_constraints(dup, bmap);
854         dup->flags = bmap->flags;
855         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
856         return dup;
857 }
858
859 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
860 {
861         struct isl_basic_map *dup;
862
863         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
864         return (struct isl_basic_set *)dup;
865 }
866
867 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
868 {
869         if (!bset)
870                 return NULL;
871
872         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
873                 bset->ref++;
874                 return bset;
875         }
876         return isl_basic_set_dup(bset);
877 }
878
879 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
880 {
881         if (!set)
882                 return NULL;
883
884         set->ref++;
885         return set;
886 }
887
888 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
889 {
890         if (!bmap)
891                 return NULL;
892
893         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
894                 bmap->ref++;
895                 return bmap;
896         }
897         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
898         if (bmap)
899                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
900         return bmap;
901 }
902
903 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
904 {
905         if (!map)
906                 return NULL;
907
908         map->ref++;
909         return map;
910 }
911
912 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
913 {
914         if (!bmap)
915                 return;
916
917         if (--bmap->ref > 0)
918                 return;
919
920         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
921         free(bmap->div);
922         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
923         free(bmap->ineq);
924         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
925         isl_vec_free(bmap->sample);
926         isl_space_free(bmap->dim);
927         free(bmap);
928 }
929
930 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
931 {
932         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
933 }
934
935 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
936 {
937         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
938 }
939
940 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
941         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
942         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
943                                     __isl_take isl_map *map2))
944 {
945         if (!map1 || !map2)
946                 goto error;
947         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
948                 return fn(map1, map2);
949         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
950             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
951                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
952                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
953         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
954         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
955         return fn(map1, map2);
956 error:
957         isl_map_free(map1);
958         isl_map_free(map2);
959         return NULL;
960 }
961
962 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
963         __isl_keep isl_map *map2,
964         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
965 {
966         int r;
967
968         if (!map1 || !map2)
969                 return -1;
970         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
971                 return fn(map1, map2);
972         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
973             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
974                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
975                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
976         map1 = isl_map_copy(map1);
977         map2 = isl_map_copy(map2);
978         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
979         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
980         r = fn(map1, map2);
981         isl_map_free(map1);
982         isl_map_free(map2);
983         return r;
984 }
985
986 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
987 {
988         struct isl_ctx *ctx;
989         if (!bmap)
990                 return -1;
991         ctx = bmap->ctx;
992         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
993         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
994                         return -1);
995         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
996         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
997         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
998         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
999         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1000         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1001                 isl_int *t;
1002                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1003                 if (j < 0)
1004                         return -1;
1005                 t = bmap->ineq[j];
1006                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1007                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1008                 bmap->eq[-1] = t;
1009                 bmap->n_eq++;
1010                 bmap->n_ineq--;
1011                 bmap->eq--;
1012                 return 0;
1013         }
1014         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1015                       bmap->extra - bmap->n_div);
1016         return bmap->n_eq++;
1017 }
1018
1019 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         if (!bmap)
1027                 return -1;
1028         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1029         bmap->n_eq -= n;
1030         return 0;
1031 }
1032
1033 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1034 {
1035         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1036 }
1037
1038 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1039 {
1040         isl_int *t;
1041         if (!bmap)
1042                 return -1;
1043         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1044
1045         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1046                 t = bmap->eq[pos];
1047                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1048                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1049         }
1050         bmap->n_eq--;
1051         return 0;
1052 }
1053
1054 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1055 {
1056         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1057 }
1058
1059 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1060                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1061 {
1062         isl_int *t;
1063
1064         t = bmap->ineq[pos];
1065         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1066         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1067         bmap->eq[-1] = t;
1068         bmap->n_eq++;
1069         bmap->n_ineq--;
1070         bmap->eq--;
1071         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1072         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1073         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1074         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1075 }
1076
1077 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1078 {
1079         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1080 }
1081
1082 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1083 {
1084         struct isl_ctx *ctx;
1085         if (!bmap)
1086                 return -1;
1087         ctx = bmap->ctx;
1088         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1089         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1090         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1091         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1092         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1093         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1094                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1095                       bmap->extra - bmap->n_div);
1096         return bmap->n_ineq++;
1097 }
1098
1099 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1100 {
1101         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1102 }
1103
1104 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1105 {
1106         if (!bmap)
1107                 return -1;
1108         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1109         bmap->n_ineq -= n;
1110         return 0;
1111 }
1112
1113 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1114 {
1115         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1116 }
1117
1118 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1119 {
1120         isl_int *t;
1121         if (!bmap)
1122                 return -1;
1123         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1124
1125         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1126                 t = bmap->ineq[pos];
1127                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1128                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1129                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1130         }
1131         bmap->n_ineq--;
1132         return 0;
1133 }
1134
1135 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1136 {
1137         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1138 }
1139
1140 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1141         isl_int *eq)
1142 {
1143         int k;
1144
1145         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1146         if (!bmap)
1147                 return NULL;
1148         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1149         if (k < 0)
1150                 goto error;
1151         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1152         return bmap;
1153 error:
1154         isl_basic_map_free(bmap);
1155         return NULL;
1156 }
1157
1158 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1159         isl_int *eq)
1160 {
1161         return (isl_basic_set *)
1162                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1163 }
1164
1165 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1166         isl_int *ineq)
1167 {
1168         int k;
1169
1170         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1171         if (!bmap)
1172                 return NULL;
1173         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1174         if (k < 0)
1175                 goto error;
1176         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1177         return bmap;
1178 error:
1179         isl_basic_map_free(bmap);
1180         return NULL;
1181 }
1182
1183 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1184         isl_int *ineq)
1185 {
1186         return (isl_basic_set *)
1187                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1188 }
1189
1190 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1191 {
1192         if (!bmap)
1193                 return -1;
1194         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1195         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1196                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1197                       bmap->extra - bmap->n_div);
1198         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1199         return bmap->n_div++;
1200 }
1201
1202 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1203 {
1204         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1205 }
1206
1207 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1208 {
1209         if (!bmap)
1210                 return -1;
1211         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1212         bmap->n_div -= n;
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1217 {
1218         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1219 }
1220
1221 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1222  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1223  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1224  * variables.
1225  */
1226 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1227                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1228                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1229 {
1230         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1231         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1232         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1233         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1234         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1235         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1236         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1237         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1238         if (dst_nparam > src_nparam)
1239                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1240                                 dst_nparam - src_nparam);
1241         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1242         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1243                     src+1+src_nparam,
1244                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1245         if (dst_in-in_off > src_in)
1246                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1247                                 dst_in - in_off - src_in);
1248         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1249         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1250                     src+1+src_nparam+src_in,
1251                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1252         if (dst_out-out_off > src_out)
1253                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1254                                 dst_out - out_off - src_out);
1255         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1256         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1257                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1258                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1259         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1260                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1261                                 div_off+src_map->n_div,
1262                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1263 }
1264
1265 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1266                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1267                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1268 {
1269         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1270         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1271 }
1272
1273 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1274                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1275 {
1276         int i;
1277         unsigned div_off;
1278
1279         if (!bmap1 || !bmap2)
1280                 goto error;
1281
1282         div_off = bmap1->n_div;
1283
1284         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1285                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1286                 if (i1 < 0)
1287                         goto error;
1288                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1289                                 i_pos, o_pos, div_off);
1290         }
1291
1292         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1293                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1294                 if (i1 < 0)
1295                         goto error;
1296                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1297                                 i_pos, o_pos, div_off);
1298         }
1299
1300         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1301                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1302                 if (i1 < 0)
1303                         goto error;
1304                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1305                          i_pos, o_pos, div_off);
1306         }
1307
1308         isl_basic_map_free(bmap2);
1309
1310         return bmap1;
1311
1312 error:
1313         isl_basic_map_free(bmap1);
1314         isl_basic_map_free(bmap2);
1315         return NULL;
1316 }
1317
1318 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1319                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1320 {
1321         return (struct isl_basic_set *)
1322                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1323                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1324 }
1325
1326 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1327                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1328                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1329 {
1330         struct isl_basic_map *ext;
1331         unsigned flags;
1332         int dims_ok;
1333
1334         if (!dim)
1335                 goto error;
1336
1337         if (!base)
1338                 goto error;
1339
1340         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1341                   base->extra >= base->n_div + extra;
1342
1343         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1344                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1345                 isl_space_free(dim);
1346                 return base;
1347         }
1348
1349         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1350         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1351         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1352         extra += base->extra;
1353         n_eq += base->n_eq;
1354         n_ineq += base->n_ineq;
1355
1356         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1357         dim = NULL;
1358         if (!ext)
1359                 goto error;
1360
1361         if (dims_ok)
1362                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1363         flags = base->flags;
1364         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1365         if (ext) {
1366                 ext->flags = flags;
1367                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1368         }
1369
1370         return ext;
1371
1372 error:
1373         isl_space_free(dim);
1374         isl_basic_map_free(base);
1375         return NULL;
1376 }
1377
1378 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1379                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1380                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1381 {
1382         return (struct isl_basic_set *)
1383                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1384                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1385 }
1386
1387 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1388                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1389 {
1390         if (!base)
1391                 return NULL;
1392         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1393                                         0, n_eq, n_ineq);
1394 }
1395
1396 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1397                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1398                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1399 {
1400         struct isl_basic_map *bmap;
1401         isl_space *dim;
1402
1403         if (!base)
1404                 return NULL;
1405         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1406         if (!dim)
1407                 goto error;
1408
1409         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1410         return bmap;
1411 error:
1412         isl_basic_map_free(base);
1413         return NULL;
1414 }
1415
1416 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1417                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1418                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1419 {
1420         return (struct isl_basic_set *)
1421                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1422                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1423 }
1424
1425 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1426                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1427 {
1428         return (struct isl_basic_set *)
1429                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1430                                                     n_eq, n_ineq);
1431 }
1432
1433 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1434 {
1435         return (struct isl_basic_set *)
1436                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1437 }
1438
1439 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1440 {
1441         if (!bmap)
1442                 return NULL;
1443
1444         if (bmap->ref > 1) {
1445                 bmap->ref--;
1446                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1447         }
1448         if (bmap)
1449                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1450         return bmap;
1451 }
1452
1453 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1454 {
1455         if (!set)
1456                 return NULL;
1457
1458         if (set->ref == 1)
1459                 return set;
1460         set->ref--;
1461         return isl_set_dup(set);
1462 }
1463
1464 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1465 {
1466         if (!map)
1467                 return NULL;
1468
1469         if (map->ref == 1)
1470                 return map;
1471         map->ref--;
1472         return isl_map_dup(map);
1473 }
1474
1475 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1476                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1477 {
1478         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1479         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1480         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1481 }
1482
1483 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1484         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1485 {
1486         int i;
1487         struct isl_blk blk;
1488
1489         if (!bmap)
1490                 goto error;
1491
1492         isl_assert(bmap->ctx,
1493                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1494
1495         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1496                 return bmap;
1497
1498         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1499         if (!bmap)
1500                 return NULL;
1501
1502         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1503         if (isl_blk_is_error(blk))
1504                 goto error;
1505
1506         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1507                 swap_vars(blk,
1508                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1509
1510         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1511                 swap_vars(blk,
1512                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1513
1514         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1515                 swap_vars(blk,
1516                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1517
1518         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1519
1520         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1521         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1522         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1523 error:
1524         isl_basic_map_free(bmap);
1525         return NULL;
1526 }
1527
1528 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1529         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1530 {
1531         unsigned dim;
1532         unsigned nparam;
1533
1534         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1535         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1536         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1537
1538         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1539 error:
1540         isl_basic_set_free(bset);
1541         return NULL;
1542 }
1543
1544 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1545 {
1546         int i = 0;
1547         unsigned total;
1548         if (!bmap)
1549                 goto error;
1550         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1551         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1552         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1553         if (bmap->n_eq > 0)
1554                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1555         else {
1556                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1557                 if (i < 0)
1558                         goto error;
1559         }
1560         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1561         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1562         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1563         isl_vec_free(bmap->sample);
1564         bmap->sample = NULL;
1565         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1566 error:
1567         isl_basic_map_free(bmap);
1568         return NULL;
1569 }
1570
1571 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1572 {
1573         return (struct isl_basic_set *)
1574                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1575 }
1576
1577 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1578 {
1579         int i;
1580         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1581         isl_int *t = bmap->div[a];
1582         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1583         bmap->div[b] = t;
1584
1585         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1586                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1587
1588         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1589                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1590
1591         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1592                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1593         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1594 }
1595
1596 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1597  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1598  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1599  */
1600 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1601         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1602 {
1603         int i;
1604
1605         if (!map)
1606                 return NULL;
1607         if (n == 0)
1608                 return map;
1609
1610         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1611                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1612                         "index out of bounds", goto error);
1613
1614         map = isl_map_cow(map);
1615         if (!map)
1616                 return NULL;
1617
1618         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1619                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1620                 if (!map->p[i])
1621                         goto error;
1622         }
1623         return map;
1624 error:
1625         isl_map_free(map);
1626         return NULL;
1627 }
1628
1629 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1630  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1631  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1632  */
1633 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1634         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1635 {
1636         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1637 }
1638
1639 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1640  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1641  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1642  */
1643 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1644         unsigned first, unsigned n)
1645 {
1646         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1647 }
1648
1649 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1650         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1651 {
1652         if (!bmap)
1653                 return NULL;
1654         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1655                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1656         if (!bmap)
1657                 return NULL;
1658         bmap->n_div = 0;
1659         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1660 }
1661
1662 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1663         __isl_take isl_basic_set *bset)
1664 {
1665         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1666                         (struct isl_basic_map *)bset);
1667 }
1668
1669 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1670 {
1671         int i;
1672
1673         if (!map)
1674                 return NULL;
1675         if (map->n == 0)
1676                 return map;
1677
1678         map = isl_map_cow(map);
1679         if (!map)
1680                 return NULL;
1681         
1682         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1683                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1684                 if (!map->p[i])
1685                         goto error;
1686         }
1687         return map;
1688 error:
1689         isl_map_free(map);
1690         return NULL;
1691 }
1692
1693 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1694 {
1695         return isl_map_remove_divs(set);
1696 }
1697
1698 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1699         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1700 {
1701         if (!bmap)
1702                 return NULL;
1703         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1704                         goto error);
1705         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1706                 return bmap;
1707         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1708                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1709         if (!bmap)
1710                 return bmap;
1711         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1712                 return bmap;
1713         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1714         return bmap;
1715 error:
1716         isl_basic_map_free(bmap);
1717         return NULL;
1718 }
1719
1720 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1721  * any of the given variables.
1722  */
1723 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1724         unsigned first, unsigned n)
1725 {
1726         int i;
1727         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1728
1729         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1730                 return 0;
1731         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1732                 return 1;
1733
1734         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1735                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1736                         continue;
1737                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1738                         return 1;
1739         }
1740
1741         return 0;
1742 }
1743
1744 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1745  * in their definitions.
1746  */
1747 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1748         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1749         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1750 {
1751         int i;
1752
1753         if (!bmap)
1754                 return NULL;
1755         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1756                         goto error);
1757         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1758
1759         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1760                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1761                         continue;
1762                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1763                 if (!bmap)
1764                         return NULL;
1765                 i = bmap->n_div;
1766         }
1767
1768         return bmap;
1769 error:
1770         isl_basic_map_free(bmap);
1771         return NULL;
1772 }
1773
1774 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1775         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1776 {
1777         int i;
1778
1779         if (!map)
1780                 return NULL;
1781         if (map->n == 0)
1782                 return map;
1783
1784         map = isl_map_cow(map);
1785         if (!map)
1786                 return NULL;
1787
1788         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1789                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1790                                                                 type, first, n);
1791                 if (!map->p[i])
1792                         goto error;
1793         }
1794         return map;
1795 error:
1796         isl_map_free(map);
1797         return NULL;
1798 }
1799
1800 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1801         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1802 {
1803         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1804                                                               type, first, n);
1805 }
1806
1807 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
1808  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
1809  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
1810  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
1811  * div.
1812  */
1813 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
1814         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1815 {
1816         int i;
1817
1818         if (!bmap)
1819                 return -1;
1820
1821         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
1822                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
1823                         "index out of bounds", return -1);
1824
1825         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1826         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1827                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
1828                         return 1;
1829         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1830                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
1831                         return 1;
1832         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1833                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
1834                         continue;
1835                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
1836                         return 1;
1837         }
1838
1839         return 0;
1840 }
1841
1842 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
1843         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1844 {
1845         int i;
1846
1847         if (!map)
1848                 return -1;
1849
1850         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
1851                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1852                         "index out of bounds", return -1);
1853
1854         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1855                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
1856                                                             type, first, n);
1857                 if (involves < 0 || involves)
1858                         return involves;
1859         }
1860
1861         return 0;
1862 }
1863
1864 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1865         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1866 {
1867         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
1868 }
1869
1870 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1871         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1872 {
1873         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
1874 }
1875
1876 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1877  * on unknown divs.
1878  */
1879 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1880 {
1881         int i;
1882         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1883
1884         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1885                 return 1;
1886
1887         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1888                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1889                         continue;
1890                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1891                         return 1;
1892         }
1893
1894         return 0;
1895 }
1896
1897 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1898  */
1899 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1900         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1901 {
1902         int i;
1903
1904         if (!bmap)
1905                 return NULL;
1906
1907         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1908                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1909                         continue;
1910                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1911                 if (!bmap)
1912                         return NULL;
1913                 i = bmap->n_div;
1914         }
1915
1916         return bmap;
1917 }
1918
1919 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1920 {
1921         int i;
1922
1923         if (!map)
1924                 return NULL;
1925         if (map->n == 0)
1926                 return map;
1927
1928         map = isl_map_cow(map);
1929         if (!map)
1930                 return NULL;
1931
1932         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1933                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1934                 if (!map->p[i])
1935                         goto error;
1936         }
1937         return map;
1938 error:
1939         isl_map_free(map);
1940         return NULL;
1941 }
1942
1943 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1944 {
1945         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1946 }
1947
1948 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1949         __isl_take isl_basic_set *bset,
1950         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1951 {
1952         return (isl_basic_set *)
1953             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1954 }
1955
1956 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1957         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1958 {
1959         int i;
1960
1961         if (n == 0)
1962                 return map;
1963
1964         map = isl_map_cow(map);
1965         if (!map)
1966                 return NULL;
1967         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1968         
1969         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1970                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1971                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1972                 if (!map->p[i])
1973                         goto error;
1974         }
1975         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1976         return map;
1977 error:
1978         isl_map_free(map);
1979         return NULL;
1980 }
1981
1982 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1983         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1984 {
1985         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1986 }
1987
1988 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1989 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1990         unsigned first, unsigned n)
1991 {
1992         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1993 }
1994
1995 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1996                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1997 {
1998         const char *name;
1999         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2000         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2001         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2002         if (!pos)
2003                 isl_int_print(out, c, 0);
2004         else {
2005                 if (!isl_int_is_one(c))
2006                         isl_int_print(out, c, 0);
2007                 if (pos < 1 + nparam) {
2008                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2009                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2010                         if (name)
2011                                 fprintf(out, "%s", name);
2012                         else
2013                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2014                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2015                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2016                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2017                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2018                 else
2019                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2020         }
2021 }
2022
2023 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2024                                 int sign, FILE *out)
2025 {
2026         int i;
2027         int first;
2028         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2029         isl_int v;
2030
2031         isl_int_init(v);
2032         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2033                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2034                         continue;
2035                 if (!first)
2036                         fprintf(out, " + ");
2037                 first = 0;
2038                 isl_int_abs(v, c[i]);
2039                 dump_term(bmap, v, i, out);
2040         }
2041         isl_int_clear(v);
2042         if (first)
2043                 fprintf(out, "0");
2044 }
2045
2046 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2047                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2048 {
2049         int i;
2050
2051         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2052
2053         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2054         fprintf(out, " %s ", op);
2055         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2056
2057         fprintf(out, "\n");
2058
2059         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2060                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2061                         continue;
2062                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2063                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2064                 abort();
2065         }
2066 }
2067
2068 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2069                                 isl_int **c, unsigned n,
2070                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2071 {
2072         int i;
2073
2074         for (i = 0; i < n; ++i)
2075                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2076 }
2077
2078 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2079 {
2080         int j;
2081         int first = 1;
2082         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2083
2084         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2085                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2086                         continue;
2087                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2088                         fprintf(out, "+");
2089                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2090                 first = 0;
2091         }
2092 }
2093
2094 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2095 {
2096         int i;
2097
2098         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2099         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2100
2101         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2102                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2103                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2104                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2105                 fprintf(out, ")/");
2106                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2107                 fprintf(out, "]\n");
2108         }
2109 }
2110
2111 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2112         FILE *out, int indent)
2113 {
2114         if (!bset) {
2115                 fprintf(out, "null basic set\n");
2116                 return;
2117         }
2118
2119         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2120         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2121                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2122                         bset->extra, bset->flags);
2123         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2124 }
2125
2126 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2127         FILE *out, int indent)
2128 {
2129         if (!bmap) {
2130                 fprintf(out, "null basic map\n");
2131                 return;
2132         }
2133
2134         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2135         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2136                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2137                 bmap->ref,
2138                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2139                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2140         dump(bmap, out, indent);
2141 }
2142
2143 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2144 {
2145         unsigned total;
2146         if (!bmap)
2147                 return -1;
2148         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2149         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2150         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2151         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2152         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2153         return 0;
2154 }
2155
2156 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2157         unsigned flags)
2158 {
2159         struct isl_set *set;
2160
2161         if (!dim)
2162                 return NULL;
2163         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2164         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2165         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2166                         sizeof(struct isl_set) +
2167                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2168         if (!set)
2169                 goto error;
2170
2171         set->ctx = dim->ctx;
2172         isl_ctx_ref(set->ctx);
2173         set->ref = 1;
2174         set->size = n;
2175         set->n = 0;
2176         set->dim = dim;
2177         set->flags = flags;
2178         return set;
2179 error:
2180         isl_space_free(dim);
2181         return NULL;
2182 }
2183
2184 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2185                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2186 {
2187         struct isl_set *set;
2188         isl_space *dims;
2189
2190         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2191         if (!dims)
2192                 return NULL;
2193
2194         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2195         return set;
2196 }
2197
2198 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2199  */
2200 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2201 {
2202         int i;
2203         struct isl_map *grown = NULL;
2204
2205         if (!map)
2206                 return NULL;
2207         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2208         if (map->n + n <= map->size)
2209                 return map;
2210         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2211         if (!grown)
2212                 goto error;
2213         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2214                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2215                 if (!grown->p[i])
2216                         goto error;
2217                 grown->n++;
2218         }
2219         isl_map_free(map);
2220         return grown;
2221 error:
2222         isl_map_free(grown);
2223         isl_map_free(map);
2224         return NULL;
2225 }
2226
2227 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2228  */
2229 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2230 {
2231         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2232 }
2233
2234 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2235 {
2236         int i;
2237         struct isl_set *dup;
2238
2239         if (!set)
2240                 return NULL;
2241
2242         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2243         if (!dup)
2244                 return NULL;
2245         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2246                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2247         return dup;
2248 }
2249
2250 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2251 {
2252         return isl_map_from_basic_map(bset);
2253 }
2254
2255 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2256 {
2257         struct isl_map *map;
2258
2259         if (!bmap)
2260                 return NULL;
2261
2262         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2263         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2264 }
2265
2266 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2267                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2268 {
2269         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2270                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2271 }
2272
2273 void isl_set_free(struct isl_set *set)
2274 {
2275         int i;
2276
2277         if (!set)
2278                 return;
2279
2280         if (--set->ref > 0)
2281                 return;
2282
2283         isl_ctx_deref(set->ctx);
2284         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2285                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2286         isl_space_free(set->dim);
2287         free(set);
2288 }
2289
2290 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2291 {
2292         int i;
2293
2294         if (!set) {
2295                 fprintf(out, "null set\n");
2296                 return;
2297         }
2298
2299         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2300         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2301                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2302                         set->flags);
2303         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2304                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2305                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2306                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2307         }
2308 }
2309
2310 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2311 {
2312         int i;
2313
2314         if (!map) {
2315                 fprintf(out, "null map\n");
2316                 return;
2317         }
2318
2319         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2320         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2321                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2322                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2323                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2324         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2325                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2326                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2327                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2328         }
2329 }
2330
2331 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2332                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2333 {
2334         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2335
2336         if (!bmap || !bset)
2337                 goto error;
2338
2339         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2340                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2341
2342         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2343                 isl_assert(bset->ctx,
2344                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2345
2346         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2347         if (!bmap)
2348                 goto error;
2349         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2350                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2351         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2352         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2353
2354         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2355         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2356 error:
2357         isl_basic_map_free(bmap);
2358         isl_basic_set_free(bset);
2359         return NULL;
2360 }
2361
2362 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2363                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2364 {
2365         struct isl_basic_map *bmap_range;
2366
2367         if (!bmap || !bset)
2368                 goto error;
2369
2370         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2371                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2372
2373         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2374                 isl_assert(bset->ctx,
2375                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2376
2377         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2378                 isl_basic_set_free(bset);
2379                 return bmap;
2380         }
2381
2382         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2383         if (!bmap)
2384                 goto error;
2385         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2386                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2387         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2388         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2389
2390         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2391         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2392 error:
2393         isl_basic_map_free(bmap);
2394         isl_basic_set_free(bset);
2395         return NULL;
2396 }
2397
2398 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2399 {
2400         int i;
2401         unsigned total;
2402         isl_int s;
2403
2404         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2405         if (total != vec->size)
2406                 return -1;
2407
2408         isl_int_init(s);
2409
2410         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2411                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2412                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2413                         isl_int_clear(s);
2414                         return 0;
2415                 }
2416         }
2417
2418         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2419                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2420                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2421                         isl_int_clear(s);
2422                         return 0;
2423                 }
2424         }
2425
2426         isl_int_clear(s);
2427
2428         return 1;
2429 }
2430
2431 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2432 {
2433         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2434 }
2435
2436 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2437                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2438 {
2439         struct isl_vec *sample = NULL;
2440
2441         if (!bmap1 || !bmap2)
2442                 goto error;
2443
2444         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2445                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2446         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2447                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2448             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2449                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2450                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2451
2452         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2453                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2454                 isl_assert(bmap1->ctx,
2455                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2456
2457         if (bmap1->sample &&
2458             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2459             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2460                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2461         else if (bmap2->sample &&
2462             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2463             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2464                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2465
2466         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2467         if (!bmap1)
2468                 goto error;
2469         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2470                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2471         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2472
2473         if (!bmap1)
2474                 isl_vec_free(sample);
2475         else if (sample) {
2476                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2477                 bmap1->sample = sample;
2478         }
2479
2480         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2481         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2482 error:
2483         if (sample)
2484                 isl_vec_free(sample);
2485         isl_basic_map_free(bmap1);
2486         isl_basic_map_free(bmap2);
2487         return NULL;
2488 }
2489
2490 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2491                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2492 {
2493         return (struct isl_basic_set *)
2494                 isl_basic_map_intersect(
2495                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2496                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2497 }
2498
2499 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2500         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2501 {
2502         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2503 }
2504
2505 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2506  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2507  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2508  * added to the other map.
2509  */
2510 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2511         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2512 {
2513         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2514         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2515         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2516         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2517
2518         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2519                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2520
2521         isl_assert(map2->ctx,
2522                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2523
2524         map1 = isl_map_cow(map1);
2525         if (!map1)
2526                 goto error;
2527         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2528                 isl_map_free(map2);
2529                 return map1;
2530         }
2531         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2532         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2533                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2534         else
2535                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2536                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2537
2538         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2539         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2540         if (!map1->p[0])
2541                 goto error;
2542
2543         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2544                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2545                 map1->n = 0;
2546         }
2547
2548         isl_map_free(map2);
2549
2550         return map1;
2551 error:
2552         isl_map_free(map1);
2553         isl_map_free(map2);
2554         return NULL;
2555 }
2556
2557 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2558  * space as map1.
2559  */
2560 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2561         __isl_take isl_map *map2)
2562 {
2563         unsigned flags = 0;
2564         struct isl_map *result;
2565         int i, j;
2566
2567         if (!map1 || !map2)
2568                 goto error;
2569
2570         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2571             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2572                 isl_map_free(map2);
2573                 return map1;
2574         }
2575         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2576             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2577                 isl_map_free(map1);
2578                 return map2;
2579         }
2580
2581         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2582             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2583             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2584             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2585              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2586                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2587
2588         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2589                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2590                 isl_assert(map1->ctx,
2591                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2592
2593         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2594             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2595                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2596
2597         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2598                                 map1->n * map2->n, flags);
2599         if (!result)
2600                 goto error;
2601         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2602                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2603                         struct isl_basic_map *part;
2604                         part = isl_basic_map_intersect(
2605                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2606                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2607                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2608                                 isl_basic_map_free(part);
2609                         else
2610                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2611                         if (!result)
2612                                 goto error;
2613                 }
2614         isl_map_free(map1);
2615         isl_map_free(map2);
2616         return result;
2617 error:
2618         isl_map_free(map1);
2619         isl_map_free(map2);
2620         return NULL;
2621 }
2622
2623 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2624         __isl_take isl_map *map2)
2625 {
2626         if (!map1 || !map2)
2627                 goto error;
2628         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2629                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2630                         "spaces don't match", goto error);
2631         return map_intersect_internal(map1, map2);
2632 error:
2633         isl_map_free(map1);
2634         isl_map_free(map2);
2635         return NULL;
2636 }
2637
2638 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2639         __isl_take isl_map *map2)
2640 {
2641         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2642 }
2643
2644 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2645 {
2646         return (struct isl_set *)
2647                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2648                                   (struct isl_map *)set2);
2649 }
2650
2651 /* map_intersect_internal accepts intersections
2652  * with parameter domains, so we can just call that function.
2653  */
2654 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2655                 __isl_take isl_set *params)
2656 {
2657         return map_intersect_internal(map, params);
2658 }
2659
2660 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2661         __isl_take isl_map *map2)
2662 {
2663         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2664 }
2665
2666 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2667                 __isl_take isl_set *params)
2668 {
2669         return isl_map_intersect_params(set, params);
2670 }
2671
2672 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2673 {
2674         isl_space *dim;
2675         struct isl_basic_set *bset;
2676         unsigned in;
2677
2678         if (!bmap)
2679                 return NULL;
2680         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2681         if (!bmap)
2682                 return NULL;
2683         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2684         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2685         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2686         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2687         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2688 }
2689
2690 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2691         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2692 {
2693         isl_space *space;
2694
2695         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2696                 return bmap;
2697
2698         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2699         space = isl_space_reset(space, type);
2700         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2701         return bmap;
2702 }
2703
2704 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2705                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2706 {
2707         isl_space *res_dim;
2708         struct isl_basic_map *res;
2709         struct isl_dim_map *dim_map;
2710         unsigned total, off;
2711         enum isl_dim_type t;
2712
2713         if (n == 0)
2714                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2715
2716         if (!bmap)
2717                 return NULL;
2718
2719         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
2720
2721         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2722         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2723         off = 0;
2724         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2725                 if (t != type) {
2726                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2727                 } else {
2728                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2729                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2730                                                 0, pos, off);
2731                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2732                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2733                 }
2734                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
2735         }
2736         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2737
2738         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
2739                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2740         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2741                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2742         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
2743                 isl_basic_map_free(bmap);
2744                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
2745         }
2746         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2747         return isl_basic_map_finalize(res);
2748 }
2749
2750 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2751                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2752 {
2753         if (!bmap)
2754                 return NULL;
2755         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2756                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2757 }
2758
2759 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2760                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2761 {
2762         if (!bset)
2763                 return NULL;
2764         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2765         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2766 error:
2767         isl_basic_set_free(bset);
2768         return NULL;
2769 }
2770
2771 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
2772         enum isl_dim_type type)
2773 {
2774         isl_space *space;
2775
2776         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
2777                 return map;
2778
2779         space = isl_map_get_space(map);
2780         space = isl_space_reset(space, type);
2781         map = isl_map_reset_space(map, space);
2782         return map;
2783 }
2784
2785 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
2786                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2787 {
2788         int i;
2789
2790         if (n == 0)
2791                 return map_space_reset(map, type);
2792
2793         map = isl_map_cow(map);
2794         if (!map)
2795                 return NULL;
2796
2797         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
2798         if (!map->dim)
2799                 goto error;
2800
2801         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2802                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2803                 if (!map->p[i])
2804                         goto error;
2805         }
2806
2807         return map;
2808 error:
2809         isl_map_free(map);
2810         return NULL;
2811 }
2812
2813 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
2814                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2815 {
2816         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
2817 }
2818
2819 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2820                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2821 {
2822         if (!map)
2823                 return NULL;
2824         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2825 }
2826
2827 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2828                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2829 {
2830         if (!set)
2831                 return NULL;
2832         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2833         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2834 error:
2835         isl_set_free(set);
2836         return NULL;
2837 }
2838
2839 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2840         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2841         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2842         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2843 {
2844         struct isl_dim_map *dim_map;
2845         struct isl_basic_map *res;
2846         enum isl_dim_type t;
2847         unsigned total, off;
2848
2849         if (!bmap)
2850                 return NULL;
2851         if (n == 0)
2852                 return bmap;
2853
2854         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2855                 goto error);
2856
2857         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2858                 return bmap;
2859
2860         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2861
2862         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2863             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2864                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2865                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2866                 if (!bmap)
2867                         return NULL;
2868
2869                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2870                                                 src_type, src_pos, n);
2871                 if (!bmap->dim)
2872                         goto error;
2873
2874                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2875
2876                 return bmap;
2877         }
2878
2879         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2880         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2881
2882         off = 0;
2883         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2884                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
2885                 if (t == dst_type) {
2886                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2887                                             0, dst_pos, off);
2888                         off += dst_pos;
2889                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2890                                             src_pos, n, off);
2891                         off += n;
2892                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2893                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2894                         off += size - dst_pos;
2895                 } else if (t == src_type) {
2896                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2897                                             0, src_pos, off);
2898                         off += src_pos;
2899                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2900                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2901                         off += size - src_pos - n;
2902                 } else {
2903                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2904                         off += size;
2905                 }
2906         }
2907         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2908
2909         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
2910                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2911         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2912
2913         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2914                                         src_type, src_pos, n);
2915         if (!bmap->dim)
2916                 goto error;
2917
2918         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2919         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2920         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2921
2922         return bmap;
2923 error:
2924         isl_basic_map_free(bmap);
2925         return NULL;
2926 }
2927
2928 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2929         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2930         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2931 {
2932         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2933                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2934 }
2935
2936 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2937         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2938         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2939 {
2940         if (!set)
2941                 return NULL;
2942         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2943         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2944                                         src_type, src_pos, n);
2945 error:
2946         isl_set_free(set);
2947         return NULL;
2948 }
2949
2950 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2951         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2952         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2953 {
2954         int i;
2955
2956         if (!map)
2957                 return NULL;
2958         if (n == 0)
2959                 return map;
2960
2961         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2962                 goto error);
2963
2964         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2965                 return map;
2966
2967         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2968
2969         map = isl_map_cow(map);
2970         if (!map)
2971                 return NULL;
2972
2973         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2974         if (!map->dim)
2975                 goto error;
2976
2977         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2978                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2979                                                 dst_type, dst_pos,
2980                                                 src_type, src_pos, n);
2981                 if (!map->p[i])
2982                         goto error;
2983         }
2984
2985         return map;
2986 error:
2987         isl_map_free(map);
2988         return NULL;
2989 }
2990
2991 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2992  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2993  * That's the responsibility of the caller.
2994  */
2995 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2996         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2997 {
2998         struct isl_dim_map *dim_map;
2999         struct isl_basic_map *res;
3000         enum isl_dim_type t;
3001         unsigned total, off;
3002
3003         if (!bmap)
3004                 return NULL;
3005         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3006                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3007                 return bmap;
3008
3009         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3010         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3011
3012         off = 0;
3013         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3014                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3015                 if (t == type) {
3016                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3017                                             0, first, off);
3018                         off += first;
3019                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3020                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3021                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3022                                             first + n, size - (first + n), off);
3023                         off += size - (first + n);
3024                 } else {
3025                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3026                         off += size;
3027                 }
3028         }
3029         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3030
3031         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3032                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3033         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3034         return res;
3035 }
3036
3037 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3038  * into existentially quantified variables.
3039  */
3040 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3041                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3042                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3043 {
3044         int i;
3045         size_t row_size;
3046         isl_int **new_div;
3047         isl_int *old;
3048
3049         if (n == 0)
3050                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3051
3052         if (!bmap)
3053                 return NULL;
3054
3055         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3056                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3057
3058         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3059                         goto error);
3060
3061         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3062         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3063         if (!bmap)
3064                 return NULL;
3065
3066         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3067         old = bmap->block2.data;
3068         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3069                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3070         if (!bmap->block2.data)
3071                 goto error;
3072         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3073         if (!new_div)
3074                 goto error;
3075         for (i = 0; i < n; ++i) {
3076                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3077                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3078                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3079         }
3080         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3081                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3082         free(bmap->div);
3083         bmap->div = new_div;
3084         bmap->n_div += n;
3085         bmap->extra += n;
3086
3087         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3088         if (!bmap->dim)
3089                 goto error;
3090         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3091         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3092         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3093 error:
3094         isl_basic_map_free(bmap);
3095         return NULL;
3096 }
3097
3098 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3099  * into existentially quantified variables.
3100  */
3101 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3102                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3103 {
3104         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3105                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3106 }
3107
3108 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3109  * into existentially quantified variables.
3110  */
3111 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3112                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3113 {
3114         int i;
3115
3116         if (!map)
3117                 return NULL;
3118
3119         if (n == 0)
3120                 return map_space_reset(map, type);
3121
3122         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3123
3124         map = isl_map_cow(map);
3125         if (!map)
3126                 return NULL;
3127
3128         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3129         if (!map->dim)
3130                 goto error;
3131
3132         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3133                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3134                 if (!map->p[i])
3135                         goto error;
3136         }
3137
3138         return map;
3139 error:
3140         isl_map_free(map);
3141         return NULL;
3142 }
3143
3144 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3145  * into existentially quantified variables.
3146  */
3147 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3148                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3149 {
3150         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3151 }
3152
3153 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3154 {
3155         int i, j;
3156
3157         for (i = 0; i < n; ++i) {
3158                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3159                 if (j < 0)
3160                         goto error;
3161                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3162         }
3163         return bmap;
3164 error:
3165         isl_basic_map_free(bmap);
3166         return NULL;
3167 }
3168
3169 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3170                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3171 {
3172         isl_space *dim_result = NULL;
3173         struct isl_basic_map *bmap;
3174         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3175         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3176
3177         if (!bmap1 || !bmap2)
3178                 goto error;
3179
3180         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3181                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3182
3183         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3184         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3185         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3186         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3187
3188         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3189         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3190         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3191         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3192         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3193         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3194         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3195         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3196         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3197         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3198         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3199
3200         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3201                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3202                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3203                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3204         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3205         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3206         bmap = add_divs(bmap, n);
3207         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3208         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3209         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3210 error:
3211         isl_basic_map_free(bmap1);
3212         isl_basic_map_free(bmap2);
3213         return NULL;
3214 }
3215
3216 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3217                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3218 {
3219         if (!bset || !bmap)
3220                 goto error;
3221
3222         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3223                     goto error);
3224
3225         return (struct isl_basic_set *)
3226                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3227 error:
3228         isl_basic_set_free(bset);
3229         isl_basic_map_free(bmap);
3230         return NULL;
3231 }
3232
3233 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3234                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3235 {
3236         if (!bmap1 || !bmap2)
3237                 goto error;
3238
3239         isl_assert(bmap1->ctx,
3240             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3241         isl_assert(bmap1->ctx,
3242             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3243             goto error);
3244
3245         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3246         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3247         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3248 error:
3249         isl_basic_map_free(bmap1);
3250         isl_basic_map_free(bmap2);
3251         return NULL;
3252 }
3253
3254 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3255  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3256  */
3257 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3258                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3259 {
3260         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3261         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3262         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3263         int i;
3264
3265         if (!bmap1 || !bmap2)
3266                 goto error;
3267
3268         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3269                 goto error);
3270
3271         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3272         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3273         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3274
3275         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3276         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3277         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3278         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3279         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3280         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3281         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3282         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3283         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3284         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3285         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3286
3287         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3288                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3289                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3290                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3291         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3292                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3293                 if (j < 0)
3294                         goto error;
3295                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3296                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3297                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3298                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3299         }
3300         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3301         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3302         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3303
3304         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3305         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3306 error:
3307         isl_basic_map_free(bmap);
3308         isl_basic_map_free(bmap1);
3309         isl_basic_map_free(bmap2);
3310         return NULL;
3311 }
3312
3313 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3314  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3315  */
3316 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3317 {
3318         struct isl_map *result;
3319         int i, j;
3320
3321         if (!map1 || !map2)
3322                 goto error;
3323
3324         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3325
3326         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3327                                 map1->n * map2->n, 0);
3328         if (!result)
3329                 goto error;
3330         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3331                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3332                         struct isl_basic_map *part;
3333                         part = isl_basic_map_sum(
3334                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3335                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3336                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3337                                 isl_basic_map_free(part);
3338                         else
3339                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3340                         if (!result)
3341                                 goto error;
3342                 }
3343         isl_map_free(map1);
3344         isl_map_free(map2);
3345         return result;
3346 error:
3347         isl_map_free(map1);
3348         isl_map_free(map2);
3349         return NULL;
3350 }
3351
3352 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3353         __isl_take isl_set *set2)
3354 {
3355         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3356 }
3357
3358 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3359  */
3360 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3361 {
3362         int i, j;
3363         unsigned off, n;
3364
3365         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3366         if (!bmap)
3367                 return NULL;
3368
3369         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3370         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3371         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3372                 for (j = 0; j < n; ++j)
3373                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3374         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3375                 for (j = 0; j < n; ++j)
3376                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3377         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3378                 for (j = 0; j < n; ++j)
3379                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3380         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3381         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3382 }
3383
3384 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3385 {
3386         return isl_basic_map_neg(bset);
3387 }
3388
3389 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3390  */
3391 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3392 {
3393         int i;
3394
3395         map = isl_map_cow(map);
3396         if (!map)
3397                 return NULL;
3398
3399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3400                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3401                 if (!map->p[i])
3402                         goto error;
3403         }
3404
3405         return map;
3406 error:
3407         isl_map_free(map);
3408         return NULL;
3409 }
3410
3411 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3412 {
3413         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3414 }
3415
3416 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3417  * A -> floor(f(A)/d).
3418  */
3419 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3420                 isl_int d)
3421 {
3422         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3423         struct isl_basic_map *result = NULL;
3424         struct isl_dim_map *dim_map;
3425         int i;
3426
3427         if (!bmap)
3428                 return NULL;
3429
3430         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3431         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3432         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3433
3434         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3435         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3436         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3437         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3438         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3439         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3440
3441         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3442                         bmap->n_div + n_out,
3443                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3444         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3445         result = add_divs(result, n_out);
3446         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3447                 int j;
3448                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3449                 if (j < 0)
3450                         goto error;
3451                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3452                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3453                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3454                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3455                 if (j < 0)
3456                         goto error;
3457                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3458                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3459                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3460                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3461         }
3462
3463         result = isl_basic_map_simplify(result);
3464         return isl_basic_map_finalize(result);
3465 error:
3466         isl_basic_map_free(result);
3467         return NULL;
3468 }
3469
3470 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3471  * A -> floor(f(A)/d).
3472  */
3473 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3474 {
3475         int i;
3476
3477         map = isl_map_cow(map);
3478         if (!map)
3479                 return NULL;
3480
3481         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3482         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3483         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3484                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3485                 if (!map->p[i])
3486                         goto error;
3487         }
3488
3489         return map;
3490 error:
3491         isl_map_free(map);
3492         return NULL;
3493 }
3494
3495 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3496 {
3497         int i;
3498         unsigned nparam;
3499         unsigned n_in;
3500
3501         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3502         if (i < 0)
3503                 goto error;
3504         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3505         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3506         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3507         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3508         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3509         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3510 error:
3511         isl_basic_map_free(bmap);
3512         return NULL;
3513 }
3514
3515 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3516  */
3517 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3518 {
3519         int i;
3520         unsigned nparam;
3521         unsigned n_in;
3522
3523         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3524         if (i < 0)
3525                 goto error;
3526         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3527         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3528         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3529         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3530         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3531         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3532         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3533 error:
3534         isl_basic_map_free(bmap);
3535         return NULL;
3536 }
3537
3538 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3539  */
3540 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3541         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3542 {
3543         int i;
3544         unsigned nparam;
3545         unsigned n_in;
3546
3547         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3548         if (i < 0)
3549                 goto error;
3550         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3551         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3552         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3553         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3554         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3555         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3556 error:
3557         isl_basic_map_free(bmap);
3558         return NULL;
3559 }
3560
3561 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3562  */
3563 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3564 {
3565         int i;
3566         unsigned nparam;
3567         unsigned n_in;
3568
3569         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3570         if (i < 0)
3571                 goto error;
3572         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3573         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3574         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3575         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3576         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3577         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3578         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3579 error:
3580         isl_basic_map_free(bmap);
3581         return NULL;
3582 }
3583
3584 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3585  */
3586 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3587         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3588 {
3589         int i;
3590         unsigned nparam;
3591         unsigned n_in;
3592
3593         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3594         if (i < 0)
3595                 goto error;
3596         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3597         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3598         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3599         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3600         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3601         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3602 error:
3603         isl_basic_map_free(bmap);
3604         return NULL;
3605 }
3606
3607 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3608         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3609 {
3610         int i;
3611         struct isl_basic_map *bmap;
3612         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3613         if (!bmap)
3614                 return NULL;
3615         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3616                 bmap = var_equal(bmap, i);
3617         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3618 }
3619
3620 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3621  */
3622 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3623         unsigned pos)
3624 {
3625         int i;
3626         struct isl_basic_map *bmap;
3627         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3628         if (!bmap)
3629                 return NULL;
3630         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3631                 bmap = var_equal(bmap, i);
3632         if (bmap)
3633                 bmap = var_less(bmap, pos);
3634         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3635 }
3636
3637 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3638  */
3639 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3640         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3641 {
3642         int i;
3643         isl_basic_map *bmap;
3644
3645         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3646         for (i = 0; i < pos; ++i)
3647                 bmap = var_equal(bmap, i);
3648         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3649         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3650 }
3651
3652 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3653  */
3654 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3655         unsigned pos)
3656 {
3657         int i;
3658         struct isl_basic_map *bmap;
3659         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3660         if (!bmap)
3661                 return NULL;
3662         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3663                 bmap = var_equal(bmap, i);
3664         if (bmap)
3665                 bmap = var_more(bmap, pos);
3666         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3667 }
3668
3669 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3670  */
3671 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3672         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3673 {
3674         int i;
3675         isl_basic_map *bmap;
3676
3677         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3678         for (i = 0; i < pos; ++i)
3679                 bmap = var_equal(bmap, i);
3680         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3681         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3682 }
3683
3684 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3685         unsigned n, int equal)
3686 {
3687         struct isl_map *map;
3688         int i;
3689
3690         if (n == 0 && equal)
3691                 return isl_map_universe(dims);
3692
3693         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3694
3695         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3696                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3697                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
3698         if (n > 0) {
3699                 if (equal)
3700                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3701                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3702                 else
3703                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3704                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3705         } else
3706                 isl_space_free(dims);
3707
3708         return map;
3709 }
3710
3711 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3712 {
3713         if (!dims)
3714                 return NULL;
3715         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3716 }
3717
3718 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3719 {
3720         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3721 }
3722
3723 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3724 {
3725         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3726 }
3727
3728 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
3729 {
3730         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3731 }
3732
3733 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
3734 {
3735         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3736 }
3737
3738 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
3739         unsigned n, int equal)
3740 {
3741         struct isl_map *map;
3742         int i;
3743
3744         if (n == 0 && equal)
3745                 return isl_map_universe(dims);
3746
3747         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3748
3749         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3750                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3751                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
3752         if (n > 0) {
3753                 if (equal)
3754                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3755                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3756                 else
3757                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3758                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3759         } else
3760                 isl_space_free(dims);
3761
3762         return map;
3763 }
3764
3765 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3766 {
3767         if (!dims)
3768                 return NULL;
3769         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3770 }
3771
3772 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3773 {
3774         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3775 }
3776
3777 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3778 {
3779         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3780 }
3781
3782 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
3783 {
3784         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3785 }
3786
3787 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
3788 {
3789         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3790 }
3791
3792 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3793         __isl_take isl_set *set2)
3794 {
3795         isl_map *map;
3796         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
3797         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3798         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3799         return map;
3800 }
3801
3802 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3803         __isl_take isl_set *set2)
3804 {
3805         isl_map *map;
3806         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
3807         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3808         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3809         return map;
3810 }
3811
3812 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3813         __isl_take isl_set *set2)
3814 {
3815         isl_map *map;
3816         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
3817         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3818         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3819         return map;
3820 }
3821
3822 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3823         __isl_take isl_set *set2)
3824 {
3825         isl_map *map;
3826         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
3827         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3828         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3829         return map;
3830 }
3831
3832 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3833         __isl_take isl_map *map2)
3834 {
3835         isl_map *map;
3836         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3837         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3838         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3839         return map;
3840 }
3841
3842 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3843         __isl_take isl_map *map2)
3844 {
3845         isl_map *map;
3846         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3847         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3848         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3849         return map;
3850 }
3851
3852 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3853         __isl_take isl_map *map2)
3854 {
3855         isl_map *map;
3856         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3857         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3858         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3859         return map;
3860 }
3861
3862 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3863         __isl_take isl_map *map2)
3864 {
3865         isl_map *map;
3866         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3867         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3868         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3869         return map;
3870 }
3871
3872 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3873         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
3874 {
3875         struct isl_basic_map *bmap;
3876
3877         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3878         if (!bset || !dim)
3879                 goto error;
3880
3881         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3882         isl_space_free(bset->dim);
3883         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3884         bmap->dim = dim;
3885         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3886 error:
3887         isl_basic_set_free(bset);
3888         isl_space_free(dim);
3889         return NULL;
3890 }
3891
3892 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3893 {
3894         if (!bmap)
3895                 goto error;
3896         if (bmap->dim->n_in == 0)
3897                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3898         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3899         if (!bmap)
3900                 goto error;
3901         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
3902         if (!bmap->dim)
3903                 goto error;
3904         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3905         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3906 error:
3907         isl_basic_map_free(bmap);
3908         return NULL;
3909 }
3910
3911 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3912  *
3913  *              f - m d >= 0
3914  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3915  *
3916  * Note that the second constraint is the negation of
3917  *
3918  *              f - m d >= n
3919  */
3920 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3921         unsigned pos, isl_int *div)
3922 {
3923         int i, j;
3924         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3925
3926         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3927         if (i < 0)
3928                 return -1;
3929         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3930         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3931
3932         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3933         if (j < 0)
3934                 return -1;
3935         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3936         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3937         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3938         return j;
3939 }
3940
3941 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3942         unsigned pos, isl_int *div)
3943 {
3944         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3945                                                         pos, div);
3946 }
3947
3948 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3949 {
3950         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3951         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3952
3953         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3954                                                         bmap->div[div]);
3955 }
3956
3957 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3958                 struct isl_basic_map *bmap)
3959 {
3960         if (!bmap)
3961                 goto error;
3962         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3963             bmap->n_div == 0 &&
3964             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3965             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3966                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3967         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3968         if (!bmap)
3969                 goto error;
3970         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3971         if (!bmap->dim)
3972                 goto error;
3973         bmap->extra -= bmap->n_div;
3974         bmap->n_div = 0;
3975         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3976         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3977 error:
3978         return NULL;
3979 }
3980
3981 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3982                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3983 {
3984         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3985 }
3986
3987 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3988         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3989 {
3990         struct isl_basic_map *bmap;
3991         struct isl_ctx *ctx;
3992         unsigned total;
3993         int i;
3994
3995         if (!bset || !like)
3996                 goto error;
3997         ctx = bset->ctx;
3998         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3999         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4000         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4001                         goto error);
4002         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4003                 isl_basic_map_free(like);
4004                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4005         }
4006         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4007         if (!bset)
4008                 goto error;
4009         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4010         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4011         isl_space_free(bmap->dim);
4012         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4013         if (!bmap->dim)
4014                 goto error;
4015         bmap->n_div = like->n_div;
4016         bmap->extra += like->n_div;
4017         if (bmap->extra) {
4018                 unsigned ltotal;
4019                 isl_int **div;
4020                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4021                 if (ltotal > total)
4022                         ltotal = total;
4023                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4024                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4025                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4026                         goto error;
4027                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4028                 if (!div)
4029                         goto error;
4030                 bmap->div = div;
4031                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4032                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4033                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4034                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4035                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4036                 }
4037                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4038                                                         0, 2 * like->n_div);
4039                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4040                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4041                                 continue;
4042                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4043                                 goto error;
4044                 }
4045         }
4046         isl_basic_map_free(like);
4047         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4048         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4049         return bmap;
4050 error:
4051         isl_basic_map_free(like);
4052         isl_basic_set_free(bset);
4053         return NULL;
4054 }
4055
4056 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4057         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4058 {
4059         return (struct isl_basic_set *)
4060                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4061 }
4062
4063 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4064         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4065 {
4066         int i;
4067
4068         if (!set || !like)
4069                 goto error;
4070         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4071                     goto error);
4072         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4073                 isl_basic_set_free(like);
4074                 return set;
4075         }
4076         set = isl_set_cow(set);
4077         if (!set)
4078                 goto error;
4079         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4080                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4081                                                       isl_basic_set_copy(like));
4082                 if (!set->p[i])
4083                         goto error;
4084         }
4085         isl_space_free(set->dim);
4086         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4087         if (!set->dim)
4088                 goto error;
4089         isl_basic_set_free(like);
4090         return set;
4091 error:
4092         isl_basic_set_free(like);
4093         isl_set_free(set);
4094         return NULL;
4095 }
4096
4097 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4098 {
4099         int i;
4100
4101         map = isl_map_cow(map);
4102         if (!map)
4103                 return NULL;
4104         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4105         if (!map->dim)
4106                 goto error;
4107
4108         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4109                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4110                                 goto error);
4111         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4112                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4113                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4114                 if (!map->p[i])
4115                         goto error;
4116         }
4117         if (map->n == 0)
4118                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4119         else {
4120                 isl_space_free(map->dim);
4121                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4122         }
4123         if (!map->dim)
4124                 goto error;
4125         return (struct isl_set *)map;
4126 error:
4127         isl_map_free(map);
4128         return NULL;
4129 }
4130
4131 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4132 {
4133         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4134 }
4135
4136 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4137         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4138 {
4139         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4140         if (!bmap || !dim)
4141                 goto error;
4142
4143         isl_space_free(bmap->dim);
4144         bmap->dim = dim;
4145
4146         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4147
4148         return bmap;
4149 error:
4150         isl_basic_map_free(bmap);
4151         isl_space_free(dim);
4152         return NULL;
4153 }
4154
4155 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4156         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4157 {
4158         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4159                                                         dim);
4160 }
4161
4162 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4163         __isl_take isl_space *dim)
4164 {
4165         int i;
4166
4167         map = isl_map_cow(map);
4168         if (!map || !dim)
4169                 goto error;
4170
4171         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4172                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4173                                                     isl_space_copy(dim));
4174                 if (!map->p[i])
4175                         goto error;
4176         }
4177         isl_space_free(map->dim);
4178         map->dim = dim;
4179
4180         return map;
4181 error:
4182         isl_map_free(map);
4183         isl_space_free(dim);
4184         return NULL;
4185 }
4186
4187 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4188         __isl_take isl_space *dim)
4189 {
4190         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4191 }
4192
4193 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4194  */
4195 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4196 {
4197         isl_space *space;
4198         unsigned n;
4199
4200         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4201                 return bset;
4202
4203         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4204         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4205         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4206         space = isl_space_params(space);
4207         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4208         return bset;
4209 }
4210
4211 /* Compute the parameter domain of the given set.
4212  */
4213 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4214 {
4215         isl_space *space;
4216         unsigned n;
4217
4218         if (isl_set_is_params(set))
4219                 return set;
4220
4221         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4222         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4223         space = isl_set_get_space(set);
4224         space = isl_space_params(space);
4225         set = isl_set_reset_space(set, space);
4226         return set;
4227 }
4228
4229 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4230  */
4231 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4232 {
4233         isl_space *space;
4234         space = isl_set_get_space(set);
4235         space = isl_space_set_from_params(space);
4236         set = isl_set_reset_space(set, space);
4237         return set;
4238 }
4239
4240 /* Compute the parameter domain of the given map.
4241  */
4242 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4243 {
4244         isl_space *space;
4245         unsigned n;
4246
4247         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4248         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4249         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4250         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4251         space = isl_map_get_space(map);
4252         space = isl_space_params(space);
4253         map = isl_map_reset_space(map, space);
4254         return map;
4255 }
4256
4257 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4258 {
4259         isl_space *dim;
4260         struct isl_basic_set *domain;
4261         unsigned n_in;
4262         unsigned n_out;
4263
4264         if (!bmap)
4265                 return NULL;
4266         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4267
4268         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4269         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4270         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4271         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4272
4273         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4274
4275         return domain;
4276 }
4277
4278 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4279 {
4280         if (!bmap)
4281                 return -1;
4282         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4283 }
4284
4285 /* Is this basic map actually a set?
4286  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4287  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4288  */
4289 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4290 {
4291         if (!bmap)
4292                 return -1;
4293         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4294 }
4295
4296 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4297 {
4298         if (!bmap)
4299                 return NULL;
4300         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4301                 return bmap;
4302         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4303 }
4304
4305 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4306         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4307 {
4308         int i, k;
4309         isl_space *dim;
4310         isl_basic_map *domain;
4311         int nparam, n_in, n_out;
4312         unsigned total;
4313
4314         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4315         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4316         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4317
4318         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4319         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4320
4321         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4322         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4323         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4324
4325         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4326
4327         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4328                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4329                 if (k < 0)
4330                         goto error;
4331                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4332                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4333                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4334         }
4335
4336         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4337         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4338 error:
4339         isl_basic_map_free(bmap);
4340         return NULL;
4341 }
4342
4343 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4344         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4345 {
4346         int i, k;
4347         isl_space *dim;
4348         isl_basic_map *range;
4349         int nparam, n_in, n_out;
4350         unsigned total;
4351
4352         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4353         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4354         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4355
4356         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4357         range = isl_basic_map_universe(dim);
4358
4359         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4360         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4361         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4362
4363         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4364
4365         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4366                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4367                 if (k < 0)
4368                         goto error;
4369                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4370                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4371                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4372         }
4373
4374         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4375         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4376 error:
4377         isl_basic_map_free(bmap);
4378         return NULL;
4379 }
4380
4381 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4382 {
4383         if (!map)
4384                 return -1;
4385         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4386 }
4387
4388 /* Is this map actually a set?
4389  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4390  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4391  */
4392 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4393 {
4394         if (!map)
4395                 return -1;
4396         return isl_space_is_set(map->dim);
4397 }
4398
4399 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4400 {
4401         int i;
4402         struct isl_set *set;
4403
4404         if (!map)
4405                 goto error;
4406         if (isl_map_is_set(map))
4407                 return (isl_set *)map;
4408
4409         map = isl_map_cow(map);
4410         if (!map)
4411                 goto error;
4412
4413         set = (struct isl_set *) map;
4414         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4415         if (!set->dim)
4416                 goto error;
4417         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4418                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4419                 if (!set->p[i])
4420                         goto error;
4421         }
4422         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4423         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4424         return set;
4425 error:
4426         isl_map_free(map);
4427         return NULL;
4428 }
4429
4430 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4431 {
4432         int i;
4433         isl_space *domain_dim;
4434
4435         map = isl_map_cow(map);
4436         if (!map)
4437                 return NULL;
4438
4439         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4440         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4441         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4442         if (!map->dim)
4443                 goto error;
4444         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4445                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4446                 if (!map->p[i])
4447                         goto error;
4448         }
4449         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4450         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4451         return map;
4452 error:
4453         isl_map_free(map);
4454         return NULL;
4455 }
4456
4457 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4458 {
4459         int i;
4460         isl_space *range_dim;
4461
4462         map = isl_map_cow(map);
4463         if (!map)
4464                 return NULL;
4465
4466         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4467         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4468         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4469         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4470         if (!map->dim)
4471                 goto error;
4472         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4473                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4474                 if (!map->p[i])
4475                         goto error;
4476         }
4477         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4478         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4479         return map;
4480 error:
4481         isl_map_free(map);
4482         return NULL;
4483 }
4484
4485 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4486         __isl_take isl_space *dim)
4487 {
4488         int i;
4489         struct isl_map *map = NULL;
4490
4491         set = isl_set_cow(set);
4492         if (!set || !dim)
4493                 goto error;
4494         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4495         map = (struct isl_map *)set;
4496         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4497                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4498                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4499                 if (!map->p[i])
4500                         goto error;
4501         }
4502         isl_space_free(map->dim);
4503         map->dim = dim;
4504         return map;
4505 error:
4506         isl_space_free(dim);
4507         isl_set_free(set);
4508         return NULL;
4509 }
4510
4511 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4512         __isl_take isl_basic_set *bset)
4513 {
4514         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4515 }
4516
4517 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4518         __isl_take isl_basic_set *bset)
4519 {
4520         isl_space *space;
4521         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4522         space = isl_space_from_range(space);
4523         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4524         return (isl_basic_map *)bset;
4525 }
4526
4527 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4528 {
4529         isl_space *space;
4530         space = isl_set_get_space(set);
4531         space = isl_space_from_range(space);
4532         set = isl_set_reset_space(set, space);
4533         return (struct isl_map *)set;
4534 }
4535
4536 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4537 {
4538         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4539 }
4540
4541 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4542         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4543 {
4544         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4545 }
4546
4547 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4548         __isl_take isl_set *range)
4549 {
4550         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4551 }
4552
4553 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4554 {
4555         int i;
4556         struct isl_set *set = NULL;
4557
4558         if (!map)
4559                 return NULL;
4560         map = isl_map_cow(map);
4561         if (!map)
4562                 return NULL;
4563         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4564         if (!map->dim)
4565                 goto error;
4566         set = (struct isl_set *)map;
4567         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4568                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4569                 if (!set->p[i])
4570                         goto error;
4571         }
4572         return set;
4573 error:
4574         isl_map_free(map);
4575         return NULL;
4576 }
4577
4578 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4579         unsigned flags)
4580 {
4581         struct isl_map *map;
4582
4583         if (!dim)
4584                 return NULL;
4585         if (n < 0)
4586                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4587                         "negative number of basic maps", goto error);
4588         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4589                         sizeof(struct isl_map) +
4590                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4591         if (!map)
4592                 goto error;
4593
4594         map->ctx = dim->ctx;
4595         isl_ctx_ref(map->ctx);
4596         map->ref = 1;
4597         map->size = n;
4598         map->n = 0;
4599         map->dim = dim;
4600         map->flags = flags;
4601         return map;
4602 error:
4603         isl_space_free(dim);
4604         return NULL;
4605 }
4606
4607 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4608                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4609                 unsigned flags)
4610 {
4611         struct isl_map *map;
4612         isl_space *dims;
4613
4614         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4615         if (!dims)
4616                 return NULL;
4617
4618         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4619         return map;
4620 }
4621
4622 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4623 {
4624         struct isl_basic_map *bmap;
4625         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4626         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4627         return bmap;
4628 }
4629
4630 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4631 {
4632         struct isl_basic_set *bset;
4633         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4634         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4635         return bset;
4636 }
4637
4638 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4639 {
4640         struct isl_basic_map *bmap;
4641         if (!model)
4642                 return NULL;
4643         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4644         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4645         return bmap;
4646 }
4647
4648 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4649 {
4650         struct isl_basic_map *bmap;
4651         if (!model)
4652                 return NULL;
4653         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4654         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4655         return bmap;
4656 }
4657
4658 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4659 {
4660         struct isl_basic_set *bset;
4661         if (!model)
4662                 return NULL;
4663         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4664         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4665         return bset;
4666 }
4667
4668 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4669 {
4670         struct isl_basic_map *bmap;
4671         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4672         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4673         return bmap;
4674 }
4675
4676 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4677 {
4678         struct isl_basic_set *bset;
4679         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4680         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4681         return bset;
4682 }
4683
4684 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4685 {
4686         int i;
4687         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4688         isl_basic_map *bmap;
4689
4690         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4691         for (i = 0; i < total; ++i) {
4692                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4693                 if (k < 0)
4694                         goto error;
4695                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4696                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4697         }
4698         return bmap;
4699 error:
4700         isl_basic_map_free(bmap);
4701         return NULL;
4702 }
4703
4704 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4705 {
4706         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4707 }
4708
4709 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4710 {
4711         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4712 }
4713
4714 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4715 {
4716         return isl_map_nat_universe(dim);
4717 }
4718
4719 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4720                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4721 {
4722         if (!model)
4723                 return NULL;
4724         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4725 }
4726
4727 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4728 {
4729         if (!model)
4730                 return NULL;
4731         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4732 }
4733
4734 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4735         __isl_keep isl_set *model)
4736 {
4737         if (!model)
4738                 return NULL;
4739         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4740 }
4741
4742 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4743 {
4744         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4745 }
4746
4747 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4748 {
4749         if (!model)
4750                 return NULL;
4751         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4752 }
4753
4754 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4755 {
4756         if (!model)
4757                 return NULL;
4758         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4759 }
4760
4761 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4762 {
4763         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4764 }
4765
4766 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4767 {
4768         if (!model)
4769                 return NULL;
4770         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4771 }
4772
4773 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4774 {
4775         struct isl_map *map;
4776         if (!dim)
4777                 return NULL;
4778         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4779         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4780         return map;
4781 }
4782
4783 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4784 {
4785         struct isl_set *set;
4786         if (!dim)
4787                 return NULL;
4788         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4789         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4790         return set;
4791 }
4792
4793 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4794 {
4795         if (!model)
4796                 return NULL;
4797         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
4798 }
4799
4800 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4801 {
4802         int i;
4803         struct isl_map *dup;
4804
4805         if (!map)
4806                 return NULL;
4807         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4808         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4809                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4810         return dup;
4811 }
4812
4813 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4814                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4815 {
4816         if (!bmap || !map)
4817                 goto error;
4818         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4819                 isl_basic_map_free(bmap);
4820                 return map;
4821         }
4822         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4823         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4824         map->p[map->n] = bmap;
4825         map->n++;
4826         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4827         return map;
4828 error:
4829         if (map)
4830                 isl_map_free(map);
4831         if (bmap)
4832                 isl_basic_map_free(bmap);
4833         return NULL;
4834 }
4835
4836 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4837 {
4838         int i;
4839
4840         if (!map)
4841                 return;
4842
4843         if (--map->ref > 0)
4844                 return;
4845
4846         isl_ctx_deref(map->ctx);
4847         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4848                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4849         isl_space_free(map->dim);
4850         free(map);
4851 }
4852
4853 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4854                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4855 {
4856         int i;
4857
4858         base = isl_map_cow(base);
4859         if (!base)
4860                 return NULL;
4861
4862         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4863         if (!base->dim)
4864                 goto error;
4865         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4866                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
4867                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4868                 if (!base->p[i])
4869                         goto error;
4870         }
4871         return base;
4872 error:
4873         isl_map_free(base);
4874         return NULL;
4875 }
4876
4877 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4878                 unsigned nparam, unsigned dim)
4879 {
4880         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4881                                                         nparam, 0, dim);
4882 }
4883
4884 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4885         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4886 {
4887         int j;
4888
4889         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4890         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4891         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4892         if (j < 0)
4893                 goto error;
4894         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4895         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4896         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4897         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4898         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4899 error:
4900         isl_basic_map_free(bmap);
4901         return NULL;
4902 }
4903
4904 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4905         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4906 {
4907         int j;
4908
4909         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4910         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4911         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4912         if (j < 0)
4913                 goto error;
4914         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4915         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4916         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4917         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4918         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4919 error:
4920         isl_basic_map_free(bmap);
4921         return NULL;
4922 }
4923
4924 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4925                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4926 {
4927         if (!bmap)
4928                 return NULL;
4929         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4930         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4931                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4932 error:
4933         isl_basic_map_free(bmap);
4934         return NULL;
4935 }
4936
4937 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4938                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4939 {
4940         if (!bmap)
4941                 return NULL;
4942         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4943         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4944                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4945 error:
4946         isl_basic_map_free(bmap);
4947         return NULL;
4948 }
4949
4950 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4951                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4952 {
4953         return (struct isl_basic_set *)
4954                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4955                                         type, pos, value);
4956 }
4957
4958 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4959                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4960 {
4961         return (struct isl_basic_set *)
4962                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4963                                         type, pos, value);
4964 }
4965
4966 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4967                 unsigned input, int value)
4968 {
4969         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4970 }
4971
4972 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4973                 unsigned dim, int value)
4974 {
4975         return (struct isl_basic_set *)
4976                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4977                                         isl_dim_set, dim, value);
4978 }
4979
4980 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
4981 {
4982         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
4983
4984         if (empty < 0)
4985                 return -1;
4986         if (!empty)
4987                 return 0;
4988
4989         isl_basic_map_free(map->p[i]);
4990         if (i != map->n - 1) {
4991                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4992                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
4993         }
4994         map->n--;
4995
4996         return 0;
4997 }
4998
4999 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5000                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5001 {
5002         int i;
5003
5004         map = isl_map_cow(map);
5005         if (!map)
5006                 return NULL;
5007
5008         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5009         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5010                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5011                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5012                         goto error;
5013         }
5014         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5015         return map;
5016 error:
5017         isl_map_free(map);
5018         return NULL;
5019 }
5020
5021 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5022                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5023 {
5024         return (struct isl_set *)
5025                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5026 }
5027
5028 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5029                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5030 {
5031         int i;
5032
5033         map = isl_map_cow(map);
5034         if (!map)
5035                 return NULL;
5036
5037         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5038         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5039                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5040                 if (!map->p[i])
5041                         goto error;
5042         }
5043         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5044         return map;
5045 error:
5046         isl_map_free(map);
5047         return NULL;
5048 }
5049
5050 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5051                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5052 {
5053         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5054 }
5055
5056 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5057                 unsigned input, int value)
5058 {
5059         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5060 }
5061
5062 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5063 {
5064         return (struct isl_set *)
5065                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5066 }
5067
5068 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5069         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5070         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5071 {
5072         int j;
5073
5074         if (!bmap)
5075                 return NULL;
5076         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5077         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5078         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5079         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5080         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5081         if (j < 0)
5082                 goto error;
5083         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5084         if (upper) {
5085                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5086                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5087         } else {
5088                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5089                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5090         }
5091         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5092         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5093 error:
5094         isl_basic_map_free(bmap);
5095         return NULL;
5096 }
5097
5098 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5099         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5100         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5101 {
5102         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5103 }
5104
5105 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5106         unsigned dim, isl_int value)
5107 {
5108         int j;
5109
5110         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5111         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5112         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5113         if (j < 0)
5114                 goto error;
5115         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5116         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5117         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5118         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5119         return isl_basic_set_finalize(bset);
5120 error:
5121         isl_basic_set_free(bset);
5122         return NULL;
5123 }
5124
5125 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5126         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5127 {
5128         int i;
5129
5130         map = isl_map_cow(map);
5131         if (!map)
5132                 return NULL;
5133
5134         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5135         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5136                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5137                                                  type, pos, value, upper);
5138                 if (!map->p[i])
5139                         goto error;
5140         }
5141         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5142         return map;
5143 error:
5144         isl_map_free(map);
5145         return NULL;
5146 }
5147
5148 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5149         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5150 {
5151         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5152 }
5153
5154 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5155         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5156 {
5157         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5158 }
5159
5160 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5161                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5162 {
5163         return (struct isl_set *)
5164                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5165 }
5166
5167 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5168         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5169 {
5170         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5171 }
5172
5173 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5174  * is set) to "value".
5175  */
5176 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5177         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5178         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5179 {
5180         int j;
5181
5182         if (!bmap)
5183                 return NULL;
5184         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5185                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5186                         "index out of bounds", goto error);
5187         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5188         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5189         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5190         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5191         if (j < 0)
5192                 goto error;
5193         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5194         if (upper) {
5195                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5196                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5197         } else {
5198                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5199                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5200         }
5201         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5202         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5203 error:
5204         isl_basic_map_free(bmap);
5205         return NULL;
5206 }
5207
5208 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5209  * is set) to "value".
5210  */
5211 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5212         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5213 {
5214         int i;
5215
5216         map = isl_map_cow(map);
5217         if (!map)
5218                 return NULL;
5219
5220         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5221                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5222                         "index out of bounds", goto error);
5223         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5224                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5225                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5226                         goto error;
5227         }
5228         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5229         return map;
5230 error:
5231         isl_map_free(map);
5232         return NULL;
5233 }
5234
5235 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5236         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5237 {
5238         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5239 }
5240
5241 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5242         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5243 {
5244         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5245 }
5246
5247 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5248         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5249 {
5250         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5251 }
5252
5253 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5254         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5255 {
5256         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5257 }
5258
5259 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5260                                         isl_int value)
5261 {
5262         int i;
5263
5264         set = isl_set_cow(set);
5265         if (!set)
5266                 return NULL;
5267
5268         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5269         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5270                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5271                 if (!set->p[i])
5272                         goto error;
5273         }
5274         return set;
5275 error:
5276         isl_set_free(set);
5277         return NULL;
5278 }
5279
5280 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5281 {
5282         int i;
5283
5284         map = isl_map_cow(map);
5285         if (!map)
5286                 return NULL;
5287
5288         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5289         if (!map->dim)
5290                 goto error;
5291         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5292                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5293                 if (!map->p[i])
5294                         goto error;
5295         }
5296         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5297         return map;
5298 error:
5299         isl_map_free(map);
5300         return NULL;
5301 }
5302
5303 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5304                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5305                 struct isl_set **empty, int max)
5306 {
5307         if (!bmap)
5308                 goto error;
5309         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5310                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5311         else
5312                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5313 error:
5314         isl_basic_map_free(bmap);
5315         isl_basic_set_free(dom);
5316         if (empty)
5317                 *empty = NULL;
5318         return NULL;
5319 }
5320
5321 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5322                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5323                 struct isl_set **empty)
5324 {
5325         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5326 }
5327
5328 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5329                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5330                 struct isl_set **empty)
5331 {
5332         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5333 }
5334
5335 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5336                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5337                 struct isl_set **empty)
5338 {
5339         return (struct isl_set *)
5340                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5341                         dom, empty);
5342 }
5343
5344 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5345                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5346                 struct isl_set **empty)
5347 {
5348         return (struct isl_set *)
5349                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5350                         dom, empty);
5351 }
5352
5353 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5354         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5355         __isl_give isl_set **empty)
5356 {
5357         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5358 }
5359
5360 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5361         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5362         __isl_give isl_set **empty)
5363 {
5364         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5365 }
5366
5367 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5368         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5369         __isl_give isl_set **empty)
5370 {
5371         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5372 }
5373
5374 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5375         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5376         __isl_give isl_set **empty)
5377 {
5378         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5379 }
5380
5381 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5382         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5383 {
5384         isl_basic_set *dom = NULL;
5385         isl_space *dom_space;
5386
5387         if (!bmap)
5388                 goto error;
5389         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5390         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5391         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5392 error:
5393         isl_basic_map_free(bmap);
5394         return NULL;
5395 }
5396
5397 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5398         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5399 {
5400         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5401 }
5402
5403 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
5404  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5405  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5406  *
5407  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
5408  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
5409  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
5410  * domain down into the parametric integer programming.
5411  */
5412 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
5413                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
5414                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5415 {
5416         int i;
5417         struct isl_map *res;
5418
5419         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
5420         if (!dom)
5421                 goto error;
5422
5423         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
5424                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
5425                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
5426                 isl_set_free(dom);
5427                 isl_basic_map_free(bmap);
5428                 return res;
5429         }
5430
5431         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5432                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
5433                 
5434         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
5435                 struct isl_map *res_i;
5436                 struct isl_set *empty_i;
5437
5438                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5439                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
5440
5441                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5442                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
5443         }
5444
5445         isl_set_free(dom);
5446         isl_basic_map_free(bmap);
5447         return res;
5448 error:
5449         *empty = NULL;
5450         isl_set_free(dom);
5451         isl_basic_map_free(bmap);
5452         return NULL;
5453 }
5454
5455 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5456  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5457  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5458  *
5459  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5460  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5461  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5462  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5463  * improve both "res" and "todo".
5464  *
5465  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5466  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5467  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5468  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5469  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5470  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5471  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5472  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5473  * for the ith basic map, i.e.,
5474  *
5475  *      todo^i = todo^k * todo_i
5476  *
5477  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5478  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5479  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5480  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5481  * the lexicographic order.)
5482  * In practice, we compute
5483  *
5484  *      res^k * (res_i . "<=")
5485  *
5486  * and
5487  *
5488  *      res_i * (res^k . "<")
5489  *
5490  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5491  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5492  * that one, i.e.,
5493  *
5494  *      res^k * todo_i
5495  * and
5496  *      res_i * todo^k
5497  *
5498  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5499  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5500  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5501  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5502  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5503  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5504  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5505  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5506  * the previous basic maps.
5507  */
5508 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5509                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5510                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5511 {
5512         int i;
5513         struct isl_map *res;
5514         struct isl_set *todo;
5515
5516         if (!map || !dom)
5517                 goto error;
5518
5519         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5520                 if (empty)
5521                         *empty = dom;
5522                 else
5523                         isl_set_free(dom);
5524                 return map;
5525         }
5526
5527         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5528                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5529
5530         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5531                 isl_map *lt, *le;
5532                 isl_map *res_i;
5533                 isl_set *todo_i;
5534                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5535
5536                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5537                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5538
5539                 if (max) {
5540                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5541                         le = isl_map_lex_le(dim);
5542                 } else {
5543                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5544                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5545                 }
5546                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5547                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5548                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5549                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5550
5551                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5552                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5553                                                         isl_set_copy(todo_i));
5554                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5555                                                         isl_set_copy(todo));
5556                 }
5557
5558                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5559                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5560                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5561
5562                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5563         }
5564
5565         isl_set_free(dom);
5566         isl_map_free(map);
5567
5568         if (empty)
5569                 *empty = todo;
5570         else
5571                 isl_set_free(todo);
5572
5573         return res;
5574 error:
5575         if (empty)
5576                 *empty = NULL;
5577         isl_set_free(dom);
5578         isl_map_free(map);
5579         return NULL;
5580 }
5581
5582 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5583  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5584  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5585  *
5586  * Align parameters if needed and then call isl_map_partial_lexopt_aligned.
5587  */
5588 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
5589                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5590                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5591 {
5592         if (!map || !dom)
5593                 goto error;
5594         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, dom->dim, isl_dim_param))
5595                 return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5596         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
5597             !isl_space_has_named_params(dom->dim))
5598                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5599                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
5600         map = isl_map_align_params(map, isl_map_get_space(dom));
5601         dom = isl_map_align_params(dom, isl_map_get_space(map));
5602         return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5603 error:
5604         if (empty)
5605                 *empty = NULL;
5606         isl_set_free(dom);
5607         isl_map_free(map);
5608         return NULL;
5609 }
5610
5611 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5612                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5613                 __isl_give isl_set **empty)
5614 {
5615         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5616 }
5617
5618 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5619                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5620                 __isl_give isl_set **empty)
5621 {
5622         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5623 }
5624
5625 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5626                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5627                 __isl_give isl_set **empty)
5628 {
5629         return (struct isl_set *)
5630                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5631                         dom, empty);
5632 }
5633
5634 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5635                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5636                 __isl_give isl_set **empty)
5637 {
5638         return (struct isl_set *)
5639                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5640                         dom, empty);
5641 }
5642
5643 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5644 {
5645         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5646         isl_space *dom_dim;
5647
5648         if (!bmap)
5649                 goto error;
5650         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5651         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5652         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5653 error:
5654         isl_basic_map_free(bmap);
5655         return NULL;
5656 }
5657
5658 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5659 {
5660         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5661 }
5662
5663 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5664 {
5665         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5666 }
5667
5668 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5669 {
5670         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5671 }
5672
5673 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5674 {
5675         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5676 }
5677
5678 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5679 {
5680         struct isl_set *dom = NULL;
5681         isl_space *dom_dim;
5682
5683         if (!map)
5684                 goto error;
5685         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(map->dim));
5686         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5687         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5688 error:
5689         isl_map_free(map);
5690         return NULL;
5691 }
5692
5693 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5694 {
5695         return isl_map_lexopt(map, 0);
5696 }
5697
5698 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5699 {
5700         return isl_map_lexopt(map, 1);
5701 }
5702
5703 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5704 {
5705         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5706 }
5707
5708 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5709 {
5710         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5711 }
5712
5713 /* Extract the first and only affine expression from list
5714  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5715  * This domain is known to be disjoint from other domains
5716  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
5717  */
5718 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5719         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5720 {
5721         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5722         isl_aff *aff;
5723         isl_pw_aff **pwaff = user;
5724         isl_pw_aff *pwaff_i;
5725
5726         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5727                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5728                         "expecting single element list", goto error);
5729
5730         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5731         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5732
5733         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5734
5735         isl_aff_list_free(list);
5736
5737         return 0;
5738 error:
5739         isl_basic_set_free(dom);
5740         isl_aff_list_free(list);
5741         return -1;
5742 }
5743
5744 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
5745  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
5746  *
5747  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
5748  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5749  */
5750 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
5751         int max)
5752 {
5753         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
5754         isl_pw_aff *pwaff;
5755         int r;
5756
5757         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
5758         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
5759         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5760
5761         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5762         if (r < 0)
5763                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5764
5765         return pwaff;
5766 }
5767
5768 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
5769  * as a function of the parameters and the input dimensions,
5770  * but independently of the other output dimensions.
5771  *
5772  * We first project out the other output dimension and then compute
5773  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
5774  * using isl_pw_aff_union_max.
5775  */
5776 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
5777         int max)
5778 {
5779         int i;
5780         isl_pw_aff *pwaff;
5781         unsigned n_out;
5782
5783         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
5784         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
5785         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
5786         if (!map)
5787                 return NULL;
5788
5789         if (map->n == 0) {
5790                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
5791                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
5792                 isl_map_free(map);
5793                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5794         }
5795
5796         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
5797         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5798                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5799
5800                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
5801                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
5802         }
5803
5804         isl_map_free(map);
5805
5806         return pwaff;
5807 }
5808
5809 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
5810  * parameters and input dimensions, but independently of
5811  * the other output dimensions.
5812  */
5813 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
5814 {
5815         return map_dim_opt(map, pos, 1);
5816 }
5817
5818 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
5819  * as a function of the parameters,
5820  * but independently of the other set dimensions.
5821  */
5822 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
5823         int max)
5824 {
5825         return map_dim_opt(set, pos, max);
5826 }
5827
5828 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
5829  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5830  */
5831 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
5832 {
5833         return set_dim_opt(set, pos, 1);
5834 }
5835
5836 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
5837  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5838  */
5839 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
5840 {
5841         return set_dim_opt(set, pos, 0);
5842 }
5843
5844 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5845  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5846  */
5847 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5848         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5849 {
5850         unsigned nparam;
5851
5852         if (!bset || !mat)
5853                 goto error;
5854
5855         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
5856         if (!bset->dim)
5857                 goto error;
5858
5859         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5860
5861         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5862
5863         bset->dim->nparam = 0;
5864         bset->dim->n_out = nparam;
5865         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5866         if (bset) {
5867                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5868                 bset->dim->n_out = 0;
5869         }
5870         return bset;
5871 error:
5872         isl_mat_free(mat);
5873         isl_basic_set_free(bset);
5874         return NULL;
5875 }
5876
5877 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5878  * set is assumed to have only parameters and divs.
5879  */
5880 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5881         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5882 {
5883         isl_space *dim = NULL;
5884         unsigned nparam;
5885
5886         if (!set || !mat)
5887                 goto error;
5888
5889         dim = isl_space_copy(set->dim);
5890         dim = isl_space_cow(dim);
5891         if (!dim)
5892                 goto error;
5893
5894         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5895
5896         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5897
5898         dim->nparam = 0;
5899         dim->n_out = nparam;
5900         isl_set_reset_space(set, dim);
5901         set = isl_set_preimage(set, mat);
5902         if (!set)
5903                 goto error2;
5904         dim = isl_space_copy(set->dim);
5905         dim = isl_space_cow(dim);
5906         if (!dim)
5907                 goto error2;
5908         dim->nparam = dim->n_out;
5909         dim->n_out = 0;
5910         isl_set_reset_space(set, dim);
5911         return set;
5912 error:
5913         isl_space_free(dim);
5914         isl_mat_free(mat);
5915 error2:
5916         isl_set_free(set);
5917         return NULL;
5918 }
5919
5920 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5921  * equalities in "eq".
5922  */
5923 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5924         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5925 {
5926         int i, k;
5927         unsigned len;
5928
5929         if (!bset || !eq)
5930                 goto error;
5931
5932         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
5933                                         eq->n_row, 0);
5934         if (!bset)
5935                 goto error;
5936
5937         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
5938         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5939                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5940                 if (k < 0)
5941                         goto error;
5942                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5943                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5944         }
5945         isl_mat_free(eq);
5946
5947         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5948         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5949
5950         return bset;
5951 error:
5952         isl_mat_free(eq);
5953         isl_basic_set_free(bset);
5954         return NULL;
5955 }
5956
5957 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5958  * equalities in "eq".
5959  */
5960 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5961         struct isl_mat *eq)
5962 {
5963         int i;
5964
5965         if (!set || !eq)
5966                 goto error;
5967
5968         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5969                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5970                                         isl_mat_copy(eq));
5971                 if (!set->p[i])
5972                         goto error;
5973         }
5974         isl_mat_free(eq);
5975         return set;
5976 error:
5977         isl_mat_free(eq);
5978         isl_set_free(set);
5979         return NULL;
5980 }
5981
5982 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5983  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5984  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5985  * The output has the same parameters, but only
5986  * explicit existentially quantified variables.
5987  *
5988  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5989  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5990  * among the parameters by performing a variable compression on
5991  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5992  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5993  */
5994 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5995 {
5996         int i, j;
5997         struct isl_mat *eq;
5998         struct isl_mat *T, *T2;
5999         struct isl_set *set;
6000         unsigned nparam, n_div;
6001
6002         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6003         if (!bset)
6004                 return NULL;
6005
6006         if (bset->n_eq == 0)
6007                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6008
6009         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6010
6011         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6012         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6013
6014         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6015                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6016                         ++i;
6017         }
6018         if (i == bset->n_eq)
6019                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6020
6021         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6022                 0, 1 + nparam);
6023         eq = isl_mat_cow(eq);
6024         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6025         if (T && T->n_col == 0) {
6026                 isl_mat_free(T);
6027                 isl_mat_free(T2);
6028                 isl_mat_free(eq);
6029                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6030                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6031         }
6032         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6033
6034         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6035         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6036         set = set_append_equalities(set, eq);
6037         return set;
6038 }
6039
6040 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6041  * quantified variables.
6042  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6043  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6044  * no input or output dimensions and the dimension specification
6045  * is reset to that of the input.
6046  */
6047 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6048 {
6049         struct isl_basic_set *bset;
6050         struct isl_set *set;
6051         struct isl_map *map;
6052         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6053         unsigned         nparam;
6054         unsigned         n_in;
6055         unsigned         n_out;
6056
6057         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6058         if (!bmap)
6059                 return NULL;
6060
6061         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6062         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6063         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6064         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6065         if (!dim)
6066                 goto error;
6067
6068         orig_dim = bmap->dim;
6069         bmap->dim = dim;
6070         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6071
6072         set = parameter_compute_divs(bset);
6073         map = (struct isl_map *)set;
6074         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6075
6076         return map;
6077 error:
6078         isl_basic_map_free(bmap);
6079         return NULL;
6080 }
6081
6082 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6083 {
6084         int i;
6085         unsigned off;
6086
6087         if (!bmap)
6088                 return -1;
6089
6090         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6091         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6092                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6093                         return 0;
6094                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6095                                 return -1);
6096         }
6097         return 1;
6098 }
6099
6100 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6101 {
6102         int i;
6103
6104         if (!map)
6105                 return -1;
6106
6107         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6108                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6109                 if (known <= 0)
6110                         return known;
6111         }
6112
6113         return 1;
6114 }
6115
6116 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6117  * expressions for them.  However, this computation may be
6118  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6119  * strictly needed.
6120  */
6121 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6122 {
6123         int known;
6124         struct isl_map *map;
6125
6126         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6127         if (known < 0)
6128                 goto error;
6129         if (known)
6130                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6131
6132         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6133
6134         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6135         if (known < 0)
6136                 goto error;
6137         if (known)
6138                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6139
6140         map = compute_divs(bmap);
6141         return map;
6142 error:
6143         isl_basic_map_free(bmap);
6144         return NULL;
6145 }
6146
6147 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6148 {
6149         int i;
6150         int known;
6151         struct isl_map *res;
6152
6153         if (!map)
6154                 return NULL;
6155         if (map->n == 0)
6156                 return map;
6157
6158         known = map_divs_known(map);
6159         if (known < 0) {
6160                 isl_map_free(map);
6161                 return NULL;
6162         }
6163         if (known)
6164                 return map;
6165
6166         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6167         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6168                 struct isl_map *r2;
6169                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6170                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6171                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6172                 else
6173                         res = isl_map_union(res, r2);
6174         }
6175         isl_map_free(map);
6176
6177         return res;
6178 }
6179
6180 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6181 {
6182         return (struct isl_set *)
6183                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6184 }
6185
6186 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6187 {
6188         return (struct isl_set *)
6189                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6190 }
6191
6192 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6193 {
6194         int i;
6195         struct isl_set *set;
6196
6197         if (!map)
6198                 goto error;
6199
6200         map = isl_map_cow(map);
6201         if (!map)
6202                 return NULL;
6203
6204         set = (struct isl_set *)map;
6205         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6206         if (!set->dim)
6207                 goto error;
6208         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6209                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6210                 if (!set->p[i])
6211                         goto error;
6212         }
6213         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6214         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6215         return set;
6216 error:
6217         isl_map_free(map);
6218         return NULL;
6219 }
6220
6221 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6222         __isl_take isl_map *map2)
6223 {
6224         int i;
6225         unsigned flags = 0;
6226         struct isl_map *map = NULL;
6227
6228         if (!map1 || !map2)
6229                 goto error;
6230
6231         if (map1->n == 0) {
6232                 isl_map_free(map1);
6233                 return map2;
6234         }
6235         if (map2->n == 0) {
6236                 isl_map_free(map2);
6237                 return map1;
6238         }
6239
6240         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6241
6242         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6243             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6244                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6245
6246         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6247                                 map1->n + map2->n, flags);
6248         if (!map)
6249                 goto error;
6250         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6251                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6252                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6253                 if (!map)
6254                         goto error;
6255         }
6256         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6257                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6258                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6259                 if (!map)
6260                         goto error;
6261         }
6262         isl_map_free(map1);
6263         isl_map_free(map2);
6264         return map;
6265 error:
6266         isl_map_free(map);
6267         isl_map_free(map1);
6268         isl_map_free(map2);
6269         return NULL;
6270 }
6271
6272 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6273         __isl_take isl_map *map2)
6274 {
6275         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6276 }
6277
6278 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6279 {
6280         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6281         if (!map1)
6282                 return NULL;
6283         if (map1->n > 1)
6284                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6285         return map1;
6286 }
6287
6288 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6289                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6290 {
6291         return (struct isl_set *)
6292                 isl_map_union_disjoint(
6293                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6294 }
6295
6296 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6297 {
6298         return (struct isl_set *)
6299                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6300 }
6301
6302 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6303         __isl_take isl_set *set)
6304 {
6305         unsigned flags = 0;
6306         struct isl_map *result;
6307         int i, j;
6308
6309         if (!map || !set)
6310                 goto error;
6311
6312         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6313                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6314                         "parameters don't match", goto error);
6315
6316         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6317             !isl_map_compatible_range(map, set))
6318                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6319                         "incompatible spaces", goto error);
6320
6321         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6322                 isl_set_free(set);
6323                 return map;
6324         }
6325
6326         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6327             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6328                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6329
6330         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6331                                         map->n * set->n, flags);
6332         if (!result)
6333                 goto error;
6334         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6335                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6336                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6337                             isl_basic_map_intersect_range(
6338                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6339                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6340                         if (!result)
6341                                 goto error;
6342                 }
6343         isl_map_free(map);
6344         isl_set_free(set);
6345         return result;
6346 error:
6347         isl_map_free(map);
6348         isl_set_free(set);
6349         return NULL;
6350 }
6351
6352 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6353         __isl_take isl_set *set)
6354 {
6355         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6356 }
6357
6358 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6359                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6360 {
6361         return isl_map_reverse(
6362                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6363 }
6364
6365 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6366         __isl_take isl_map *map2)
6367 {
6368         if (!map1 || !map2)
6369                 goto error;
6370         map1 = isl_map_reverse(map1);
6371         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6372         return isl_map_reverse(map1);
6373 error:
6374         isl_map_free(map1);
6375         isl_map_free(map2);
6376         return NULL;
6377 }
6378
6379 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6380         __isl_take isl_map *map2)
6381 {
6382         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6383 }
6384
6385 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6386         __isl_take isl_map *map2)
6387 {
6388         isl_space *dim_result;
6389         struct isl_map *result;
6390         int i, j;
6391
6392         if (!map1 || !map2)
6393                 goto error;
6394
6395         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6396                                   isl_space_copy(map2->dim));
6397
6398         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6399         if (!result)
6400                 goto error;
6401         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6402                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6403                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6404                             isl_basic_map_apply_range(
6405                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6406                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6407                         if (!result)
6408                                 goto error;
6409                 }
6410         isl_map_free(map1);
6411         isl_map_free(map2);
6412         if (result && result->n <= 1)
6413                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6414         return result;
6415 error:
6416         isl_map_free(map1);
6417         isl_map_free(map2);
6418         return NULL;
6419 }
6420
6421 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6422         __isl_take isl_map *map2)
6423 {
6424         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6425 }
6426
6427 /*
6428  * returns range - domain
6429  */
6430 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6431 {
6432         isl_space *dims, *target_dim;
6433         struct isl_basic_set *bset;
6434         unsigned dim;
6435         unsigned nparam;
6436         int i;
6437
6438         if (!bmap)
6439                 goto error;
6440         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6441                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6442                    goto error);
6443         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6444         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6445         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6446         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6447         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6448         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6449         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6450         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6451         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6452         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6453                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6454                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6455                 if (j < 0)
6456                         goto error;
6457                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6458                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6459                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6460                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6461         }
6462         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6463         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6464         return bset;
6465 error:
6466         isl_basic_map_free(bmap);
6467         return NULL;
6468 }
6469
6470 /*
6471  * returns range - domain
6472  */
6473 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6474 {
6475         int i;
6476         isl_space *dim;
6477         struct isl_set *result;
6478
6479         if (!map)
6480                 return NULL;
6481
6482         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6483                                                  map->dim, isl_dim_out),
6484                    goto error);
6485         dim = isl_map_get_space(map);
6486         dim = isl_space_domain(dim);
6487         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6488         if (!result)
6489                 goto error;
6490         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6491                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6492                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6493         isl_map_free(map);
6494         return result;
6495 error:
6496         isl_map_free(map);
6497         return NULL;
6498 }
6499
6500 /*
6501  * returns [domain -> range] -> range - domain
6502  */
6503 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6504         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6505 {
6506         int i, k;
6507         isl_space *dim;
6508         isl_basic_map *domain;
6509         int nparam, n;
6510         unsigned total;
6511
6512         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6513                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6514                         "domain and range don't match", goto error);
6515
6516         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6517         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6518
6519         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6520         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6521
6522         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6523         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6524         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6525
6526         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6527
6528         for (i = 0; i < n; ++i) {
6529                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6530                 if (k < 0)
6531                         goto error;
6532                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6533                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6534                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6535                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6536         }
6537
6538         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6539         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6540 error:
6541         isl_basic_map_free(bmap);
6542         return NULL;
6543 }
6544
6545 /*
6546  * returns [domain -> range] -> range - domain
6547  */
6548 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6549 {
6550         int i;
6551         isl_space *domain_dim;
6552
6553         if (!map)
6554                 return NULL;
6555
6556         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6557                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6558                         "domain and range don't match", goto error);
6559
6560         map = isl_map_cow(map);
6561         if (!map)
6562                 return NULL;
6563
6564         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6565         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6566         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6567         if (!map->dim)
6568                 goto error;
6569         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6570                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6571                 if (!map->p[i])
6572                         goto error;
6573         }
6574         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6575         return map;
6576 error:
6577         isl_map_free(map);
6578         return NULL;
6579 }
6580
6581 __isl_give struct isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6582 {
6583         struct isl_basic_map *bmap;
6584         unsigned nparam;
6585         unsigned dim;
6586         int i;
6587
6588         if (!dims)
6589                 return NULL;
6590
6591         nparam = dims->nparam;
6592         dim = dims->n_out;
6593         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6594         if (!bmap)
6595                 goto error;
6596
6597         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6598                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6599                 if (j < 0)
6600                         goto error;
6601                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6602                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6603                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6604         }
6605         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6606 error:
6607         isl_basic_map_free(bmap);
6608         return NULL;
6609 }
6610
6611 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6612 {
6613         if (!dim)
6614                 return NULL;
6615         if (dim->n_in != dim->n_out)
6616                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6617                         "number of input and output dimensions needs to be "
6618                         "the same", goto error);
6619         return basic_map_identity(dim);
6620 error:
6621         isl_space_free(dim);
6622         return NULL;
6623 }
6624
6625 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6626 {
6627         if (!model || !model->dim)
6628                 return NULL;
6629         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6630 }
6631
6632 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6633 {
6634         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6635 }
6636
6637 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6638 {
6639         if (!model || !model->dim)
6640                 return NULL;
6641         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6642 }
6643
6644 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6645 {
6646         if (!model || !model->dim)
6647                 return NULL;
6648         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6649 }
6650
6651 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6652 {
6653         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6654         isl_map *id;
6655         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6656         return isl_map_intersect_range(id, set);
6657 }
6658
6659 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6660  * values.
6661  */
6662 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6663         __isl_take isl_space *space)
6664 {
6665         int i;
6666         unsigned nparam;
6667         unsigned dim;
6668         struct isl_basic_set *bset;
6669
6670         if (!space)
6671                 return NULL;
6672         nparam = space->nparam;
6673         dim = space->n_out;
6674         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6675         if (!bset)
6676                 return NULL;
6677         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6678                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6679                 if (k < 0)
6680                         goto error;
6681                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6682                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6683         }
6684         return bset;
6685 error:
6686         isl_basic_set_free(bset);
6687         return NULL;
6688 }
6689
6690 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6691  */
6692 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6693         int pos)
6694 {
6695         int k;
6696         isl_basic_set *nonneg;
6697
6698         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6699         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6700         if (k < 0)
6701                 goto error;
6702         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6703         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6704
6705         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6706 error:
6707         isl_basic_set_free(nonneg);
6708         return NULL;
6709 }
6710
6711 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6712  */
6713 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6714 {
6715         int k;
6716         isl_basic_set *neg;
6717
6718         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6719         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6720         if (k < 0)
6721                 goto error;
6722         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6723         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6724         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6725
6726         return isl_basic_set_finalize(neg);
6727 error:
6728         isl_basic_set_free(neg);
6729         return NULL;
6730 }
6731
6732 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6733         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6734 {
6735         int i;
6736         isl_basic_set *nonneg;
6737         isl_basic_set *neg;
6738
6739         if (!set)
6740                 return NULL;
6741         if (n == 0)
6742                 return set;
6743
6744         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6745
6746         for (i = 0; i < n; ++i) {
6747                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6748                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6749                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6750                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6751
6752                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6753         }
6754
6755         return set;
6756 error:
6757         isl_set_free(set);
6758         return NULL;
6759 }
6760
6761 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6762         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6763         void *user)
6764 {
6765         isl_set *half;
6766
6767         if (!set)
6768                 return -1;
6769         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6770                 isl_set_free(set);
6771                 return 0;
6772         }
6773         if (first == len)
6774                 return fn(set, signs, user);
6775
6776         signs[first] = 1;
6777         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6778                                                         1 + first));
6779         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6780         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6781                 goto error;
6782
6783         signs[first] = -1;
6784         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6785                                                         1 + first));
6786         half = isl_set_intersect(half, set);
6787         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6788 error:
6789         isl_set_free(set);
6790         return -1;
6791 }
6792
6793 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6794  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6795  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6796  * to the sign of the corresponding variable.
6797  */
6798 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6799         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6800         void *user)
6801 {
6802         unsigned nparam;
6803         unsigned nvar;
6804         int *signs;
6805         int r;
6806
6807         if (!set)
6808                 return -1;
6809         if (isl_set_plain_is_empty(set))
6810                 return 0;
6811
6812         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6813         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
6814
6815         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
6816
6817         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
6818                             fn, user);
6819
6820         free(signs);
6821
6822         return r;
6823 }
6824
6825 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6826 {
6827         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6828 }
6829
6830 int isl_basic_map_is_subset(
6831                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6832 {
6833         int is_subset;
6834         struct isl_map *map1;
6835         struct isl_map *map2;
6836
6837         if (!bmap1 || !bmap2)
6838                 return -1;
6839
6840         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6841         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6842
6843         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6844
6845         isl_map_free(map1);
6846         isl_map_free(map2);
6847
6848         return is_subset;
6849 }
6850
6851 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6852         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
6853 {
6854         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
6855 }
6856
6857 int isl_basic_map_is_equal(
6858                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6859 {
6860         int is_subset;
6861
6862         if (!bmap1 || !bmap2)
6863                 return -1;
6864         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6865         if (is_subset != 1)
6866                 return is_subset;
6867         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6868         return is_subset;
6869 }
6870
6871 int isl_basic_set_is_equal(
6872                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6873 {
6874         return isl_basic_map_is_equal(
6875                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6876 }
6877
6878 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6879 {
6880         int i;
6881         int is_empty;
6882
6883         if (!map)
6884                 return -1;
6885         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6886                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6887                 if (is_empty < 0)
6888                         return -1;
6889                 if (!is_empty)
6890                         return 0;
6891         }
6892         return 1;
6893 }
6894
6895 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6896 {
6897         return map ? map->n == 0 : -1;
6898 }
6899
6900 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6901 {
6902         return isl_map_plain_is_empty(map);
6903 }
6904
6905 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6906 {
6907         return set ? set->n == 0 : -1;
6908 }
6909
6910 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6911 {
6912         return isl_set_plain_is_empty(set);
6913 }
6914
6915 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6916 {
6917         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6918 }
6919
6920 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6921 {
6922         if (!map1 || !map2)
6923                 return -1;
6924
6925         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
6926 }
6927
6928 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6929 {
6930         if (!set1 || !set2)
6931                 return -1;
6932
6933         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
6934 }
6935
6936 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6937 {
6938         int is_subset;
6939
6940         if (!map1 || !map2)
6941                 return -1;
6942         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6943         if (is_subset != 1)
6944                 return is_subset;
6945         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6946         return is_subset;
6947 }
6948
6949 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6950 {
6951         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
6952 }
6953
6954 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6955                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6956 {
6957         int is_subset;
6958
6959         if (!bmap1 || !bmap2)
6960                 return -1;
6961         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6962         if (is_subset != 1)
6963                 return is_subset;
6964         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6965         if (is_subset == -1)
6966                 return is_subset;
6967         return !is_subset;
6968 }
6969
6970 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6971 {
6972         int is_subset;
6973
6974         if (!map1 || !map2)
6975                 return -1;
6976         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6977         if (is_subset != 1)
6978                 return is_subset;
6979         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6980         if (is_subset == -1)
6981                 return is_subset;
6982         return !is_subset;
6983 }
6984
6985 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6986 {
6987         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6988 }
6989
6990 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6991 {
6992         if (!bmap)
6993                 return -1;
6994         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6995 }
6996
6997 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6998 {
6999         if (!bset)
7000                 return -1;
7001         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7002 }
7003
7004 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7005 {
7006         int i;
7007
7008         if (!map)
7009                 return -1;
7010
7011         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7012                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7013                 if (r < 0 || r)
7014                         return r;
7015         }
7016
7017         return 0;
7018 }
7019
7020 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7021 {
7022         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7023 }
7024
7025 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7026 {
7027         return isl_set_plain_is_universe(set);
7028 }
7029
7030 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7031 {
7032         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7033         struct isl_vec *sample = NULL;
7034         int empty;
7035         unsigned total;
7036
7037         if (!bmap)
7038                 return -1;
7039
7040         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7041                 return 1;
7042
7043         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7044                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7045                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7046                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7047                 isl_basic_map_free(copy);
7048                 return empty;
7049         }
7050
7051         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7052         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7053                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7054                 if (contains < 0)
7055                         return -1;
7056                 if (contains)
7057                         return 0;
7058         }
7059         isl_vec_free(bmap->sample);
7060         bmap->sample = NULL;
7061         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7062         if (!bset)
7063                 return -1;
7064         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7065         if (!sample)
7066                 return -1;
7067         empty = sample->size == 0;
7068         isl_vec_free(bmap->sample);
7069         bmap->sample = sample;
7070         if (empty)
7071                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7072
7073         return empty;
7074 }
7075
7076 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7077 {
7078         if (!bmap)
7079                 return -1;
7080         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7081 }
7082
7083 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7084 {
7085         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7086 }
7087
7088 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7089 {
7090         if (!bset)
7091                 return -1;
7092         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7093 }
7094
7095 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7096 {
7097         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7098 }
7099
7100 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7101 {
7102         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7103 }
7104
7105 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7106         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7107 {
7108         struct isl_map *map;
7109         if (!bmap1 || !bmap2)
7110                 goto error;
7111
7112         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7113
7114         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7115         if (!map)
7116                 goto error;
7117         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7118         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7119         return map;
7120 error:
7121         isl_basic_map_free(bmap1);
7122         isl_basic_map_free(bmap2);
7123         return NULL;
7124 }
7125
7126 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7127                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7128 {
7129         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7130                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7131                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7132 }
7133
7134 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7135 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7136 {
7137         int i;
7138         unsigned off;
7139
7140         if (!bmap)
7141                 return NULL;
7142
7143         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7144
7145         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7146                 int pos;
7147                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7148                         continue;
7149                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7150                                                             bmap->n_div-i);
7151                 if (pos == -1)
7152                         continue;
7153                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7154                 --i;
7155         }
7156         return bmap;
7157 }
7158
7159 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7160 {
7161         return (struct isl_basic_set *)
7162                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7163 }
7164
7165 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7166 {
7167         int i;
7168
7169         if (!map)
7170                 return 0;
7171
7172         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7173                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7174                 if (!map->p[i])
7175                         goto error;
7176         }
7177
7178         return map;
7179 error:
7180         isl_map_free(map);
7181         return NULL;
7182 }
7183
7184 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7185  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7186  * list of divs is given by "div".
7187  */
7188 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7189         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7190 {
7191         int i, j;
7192         int n_div;
7193
7194         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7195         if (!bset || !div)
7196                 goto error;
7197
7198         if (div->n_row < bset->n_div)
7199                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7200                         "not an expansion", goto error);
7201
7202         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7203                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7204                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7205
7206         n_div = bset->n_div;
7207         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7208                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7209                         goto error;
7210
7211         j = n_div - 1;
7212         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7213                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7214                         if (i != j)
7215                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7216                         j--;
7217                 } else {
7218                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7219                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7220                                 goto error;
7221                 }
7222         }
7223
7224         isl_mat_free(div);
7225         return bset;
7226 error:
7227         isl_basic_set_free(bset);
7228         isl_mat_free(div);
7229         return NULL;
7230 }
7231
7232 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7233  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7234  * 
7235  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7236  * of the corresponding div in dst otherwise.
7237  */
7238 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7239                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7240 {
7241         int i;
7242
7243         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7244
7245         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7246         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7247                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7248                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7249                                                 dst->n_div - div) == -1)
7250                         return i;
7251         return -1;
7252 }
7253
7254 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7255                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7256 {
7257         int i;
7258         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7259
7260         if (!dst || !src)
7261                 goto error;
7262
7263         if (src->n_div == 0)
7264                 return dst;
7265
7266         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7267                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7268
7269         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7270         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7271         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7272                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7273         if (!dst)
7274                 return NULL;
7275         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7276                 int j = find_div(dst, src, i);
7277                 if (j < 0) {
7278                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7279                         if (j < 0)
7280                                 goto error;
7281                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7282                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7283                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7284                                 goto error;
7285                 }
7286                 if (j != i)
7287                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7288         }
7289         return dst;
7290 error:
7291         isl_basic_map_free(dst);
7292         return NULL;
7293 }
7294
7295 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7296                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7297 {
7298         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7299                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7300 }
7301
7302 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7303 {
7304         int i;
7305
7306         if (!map)
7307                 return NULL;
7308         if (map->n == 0)
7309                 return map;
7310         map = isl_map_compute_divs(map);
7311         map = isl_map_cow(map);
7312         if (!map)
7313                 return NULL;
7314
7315         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7316                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7317         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7318                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7319
7320         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7321         return map;
7322 }
7323
7324 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7325 {
7326         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7327 }
7328
7329 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7330         __isl_take isl_map *map)
7331 {
7332         if (!set || !map)
7333                 goto error;
7334         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7335         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7336         set = isl_map_range(map);
7337         return set;
7338 error:
7339         isl_set_free(set);
7340         isl_map_free(map);
7341         return NULL;
7342 }
7343
7344 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7345         __isl_take isl_map *map)
7346 {
7347         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7348 }
7349
7350 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7351  * the meaning of the set.
7352  */
7353 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7354 {
7355         int i;
7356
7357         if (!map)
7358                 return NULL;
7359
7360         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7361                 remove_if_empty(map, i);
7362
7363         return map;
7364 }
7365
7366 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7367 {
7368         return (struct isl_set *)
7369                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7370 }
7371
7372 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7373 {
7374         struct isl_basic_map *bmap;
7375         if (!map || map->n == 0)
7376                 return NULL;
7377         bmap = map->p[map->n-1];
7378         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7379         return isl_basic_map_copy(bmap);
7380 }
7381
7382 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7383 {
7384         return (struct isl_basic_set *)
7385                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7386 }
7387
7388 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7389                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7390 {
7391         int i;
7392
7393         if (!map || !bmap)
7394                 goto error;
7395         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7396                 if (map->p[i] != bmap)
7397                         continue;
7398                 map = isl_map_cow(map);
7399                 if (!map)
7400                         goto error;
7401                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7402                 if (i != map->n-1) {
7403                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7404                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7405                 }
7406                 map->n--;
7407                 return map;
7408         }
7409         return map;
7410 error:
7411         isl_map_free(map);
7412         return NULL;
7413 }
7414
7415 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7416                                                 struct isl_basic_set *bset)
7417 {
7418         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7419                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7420 }
7421
7422 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7423  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7424  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7425  */
7426 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7427         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7428         int pos, isl_int *opt)
7429 {
7430         isl_space *dims;
7431         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7432         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7433         struct isl_ctx *ctx;
7434         struct isl_vec *obj;
7435         unsigned total;
7436         unsigned nparam;
7437         unsigned dim1, dim2;
7438         enum isl_lp_result res;
7439
7440         if (!bset1 || !bset2)
7441                 return isl_lp_error;
7442
7443         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7444         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7445         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7446         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7447         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7448         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7449         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7450         if (!bmap1 || !bmap2)
7451                 goto error;
7452         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7453         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7454                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7455                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7456         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7457         if (!bmap1)
7458                 goto error;
7459         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7460         ctx = bmap1->ctx;
7461         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7462         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7463         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7464         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7465         if (!obj)
7466                 goto error;
7467         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7468                                         opt, NULL, NULL);
7469         isl_basic_map_free(bmap1);
7470         isl_vec_free(obj);
7471         return res;
7472 error:
7473         isl_basic_map_free(bmap1);
7474         isl_basic_map_free(bmap2);
7475         return isl_lp_error;
7476 }
7477
7478 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7479  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7480  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7481  * smaller or larger than those in bset2.
7482  *
7483  * Returns
7484  *       1 if bset1 follows bset2
7485  *      -1 if bset1 precedes bset2
7486  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7487  *      -2 if some error occurred.
7488  */
7489 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7490         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7491 {
7492         isl_int opt;
7493         enum isl_lp_result res;
7494         int cmp;
7495
7496         isl_int_init(opt);
7497
7498         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7499
7500         if (res == isl_lp_empty)
7501                 cmp = 0;
7502         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7503                   res == isl_lp_unbounded)
7504                 cmp = 1;
7505         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7506                 cmp = -1;
7507         else
7508                 cmp = -2;
7509
7510         isl_int_clear(opt);
7511         return cmp;
7512 }
7513
7514 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7515  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7516  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7517  * than a value of the same dimension in bset2.
7518  *
7519  * Return
7520  *       1 if there exists such a pair
7521  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7522  *      -1 otherwise
7523  *      -2 if some error occurred.
7524  */
7525 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7526         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7527 {
7528         isl_int opt;
7529         enum isl_lp_result res;
7530         int cmp;
7531
7532         isl_int_init(opt);
7533
7534         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7535
7536         if (res == isl_lp_empty)
7537                 cmp = -1;
7538         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7539                   res == isl_lp_unbounded)
7540                 cmp = 1;
7541         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7542                 cmp = -1;
7543         else if (res == isl_lp_ok)
7544                 cmp = 0;
7545         else
7546                 cmp = -2;
7547
7548         isl_int_clear(opt);
7549         return cmp;
7550 }
7551
7552 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7553  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7554  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7555  * than a value of the same dimension in set2.
7556  *
7557  * Return
7558  *       1 if there exists such a pair
7559  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7560  *      -1 otherwise
7561  *      -2 if some error occurred.
7562  */
7563 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7564         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7565 {
7566         int i, j;
7567         int follows = -1;
7568
7569         if (!set1 || !set2)
7570                 return -2;
7571
7572         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7573                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7574                         int f;
7575                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7576                         if (f == 1 || f == -2)
7577                                 return f;
7578                         if (f > follows)
7579                                 follows = f;
7580                 }
7581
7582         return follows;
7583 }
7584
7585 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7586         unsigned pos, isl_int *val)
7587 {
7588         int i;
7589         int d;
7590         unsigned total;
7591
7592         if (!bmap)
7593                 return -1;
7594         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7595         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7596                 for (; d+1 > pos; --d)
7597                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7598                                 break;
7599                 if (d != pos)
7600                         continue;
7601                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7602                         return 0;
7603                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7604                         return 0;
7605                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7606                         return 0;
7607                 if (val)
7608                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7609                 return 1;
7610         }
7611         return 0;
7612 }
7613
7614 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7615         unsigned pos, isl_int *val)
7616 {
7617         int i;
7618         isl_int v;
7619         isl_int tmp;
7620         int fixed;
7621
7622         if (!map)
7623                 return -1;
7624         if (map->n == 0)
7625                 return 0;
7626         if (map->n == 1)
7627                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7628         isl_int_init(v);
7629         isl_int_init(tmp);
7630         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
7631         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7632                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
7633                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7634                         fixed = 0;
7635         }
7636         if (val)
7637                 isl_int_set(*val, v);
7638         isl_int_clear(tmp);
7639         isl_int_clear(v);
7640         return fixed;
7641 }
7642
7643 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7644         unsigned pos, isl_int *val)
7645 {
7646         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7647                                                 pos, val);
7648 }
7649
7650 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7651         isl_int *val)
7652 {
7653         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7654 }
7655
7656 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7657         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7658 {
7659         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7660                 return -1;
7661         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7662                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7663 }
7664
7665 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7666         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7667 {
7668         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7669                 return -1;
7670         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7671                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7672 }
7673
7674 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7675         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7676 {
7677         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
7678 }
7679
7680 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7681         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7682 {
7683         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7684 }
7685
7686 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7687  * then return this fixed value in *val.
7688  */
7689 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7690         unsigned dim, isl_int *val)
7691 {
7692         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7693                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7694 }
7695
7696 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7697  * then return this fixed value in *val.
7698  */
7699 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7700         unsigned dim, isl_int *val)
7701 {
7702         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7703 }
7704
7705 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7706         unsigned dim, isl_int *val)
7707 {
7708         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7709 }
7710
7711 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7712  * then return this fixed value in *val.
7713  */
7714 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7715         unsigned in, isl_int *val)
7716 {
7717         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7718 }
7719
7720 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7721  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7722  */
7723 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7724         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7725 {
7726         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7727         isl_int *c;
7728         unsigned total;
7729         unsigned nparam;
7730
7731         if (!bset)
7732                 return -1;
7733         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7734         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7735         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7736                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7737                         continue;
7738                 if (i_eq != -1)
7739                         return 0;
7740                 i_eq = i;
7741         }
7742         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7743                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7744                         continue;
7745                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7746                         return 0;
7747                 i_ineq = i;
7748         }
7749         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7750                 return 0;
7751         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7752         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7753         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7754                 return 0;
7755         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7756                 return 0;
7757         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7758                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7759                 return 0;
7760         if (val)
7761                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7762         return 1;
7763 }
7764
7765 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7766         unsigned dim, isl_int *val)
7767 {
7768         int i;
7769         isl_int v;
7770         isl_int tmp;
7771         int fixed;
7772
7773         if (!set)
7774                 return -1;
7775         if (set->n == 0)
7776                 return 0;
7777         if (set->n == 1)
7778                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7779                                                                 dim, val);
7780         isl_int_init(v);
7781         isl_int_init(tmp);
7782         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7783                                                                 dim, &v);
7784         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7785                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7786                                                                 dim, &tmp);
7787                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7788                         fixed = 0;
7789         }
7790         if (val)
7791                 isl_int_set(*val, v);
7792         isl_int_clear(tmp);
7793         isl_int_clear(v);
7794         return fixed;
7795 }
7796
7797 struct constraint {
7798         unsigned        size;
7799         isl_int         *c;
7800 };
7801
7802 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
7803  * variables sorting first.
7804  */
7805 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
7806 {
7807         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
7808         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
7809         int l1, l2;
7810         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
7811
7812         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
7813         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
7814
7815         if (l1 != l2)
7816                 return l1 - l2;
7817
7818         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
7819 }
7820
7821 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
7822         struct isl_basic_map *bmap)
7823 {
7824         int i;
7825         struct constraint *c;
7826         unsigned total;
7827
7828         if (!bmap)
7829                 return NULL;
7830         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7831         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
7832         if (!c)
7833                 goto error;
7834         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7835                 c[i].size = total;
7836                 c[i].c = bmap->ineq[i];
7837         }
7838         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7839         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7840                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7841         free(c);
7842         return bmap;
7843 error:
7844         isl_basic_map_free(bmap);
7845         return NULL;
7846 }
7847
7848 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7849         __isl_take isl_basic_set *bset)
7850 {
7851         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7852                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7853 }
7854
7855 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7856 {
7857         if (!bmap)
7858                 return NULL;
7859         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7860                 return bmap;
7861         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7862         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7863         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7864         return bmap;
7865 }
7866
7867 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7868 {
7869         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7870                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7871 }
7872
7873 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7874         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7875 {
7876         int i, cmp;
7877         unsigned total;
7878
7879         if (bmap1 == bmap2)
7880                 return 0;
7881         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7882             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7883                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7884         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7885                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7886         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7887                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7888         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7889                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7890         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7891             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7892                 return 0;
7893         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7894                 return 1;
7895         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7896                 return -1;
7897         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7898                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7899         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7900                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7901         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7902                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7903         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7904         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7905                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7906                 if (cmp)
7907                         return cmp;
7908         }
7909         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7910                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7911                 if (cmp)
7912                         return cmp;
7913         }
7914         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7915                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7916                 if (cmp)
7917                         return cmp;
7918         }
7919         return 0;
7920 }
7921
7922 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
7923         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7924 {
7925         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
7926 }
7927
7928 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
7929         const __isl_keep isl_set *set2)
7930 {
7931         int i, cmp;
7932
7933         if (set1 == set2)
7934                 return 0;
7935         if (set1->n != set2->n)
7936                 return set1->n - set2->n;
7937
7938         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
7939                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
7940                 if (cmp)
7941                         return cmp;
7942         }
7943
7944         return 0;
7945 }
7946
7947 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7948         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7949 {
7950         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7951 }
7952
7953 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7954         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7955 {
7956         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7957                                             (isl_basic_map *)bset2);
7958 }
7959
7960 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7961 {
7962         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7963         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7964
7965         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7966 }
7967
7968 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7969  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7970  * meaning of any possible other copies of map.
7971  */
7972 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7973 {
7974         int i, j;
7975         struct isl_basic_map *bmap;
7976
7977         if (!map)
7978                 return NULL;
7979         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7980                 return map;
7981         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7982                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7983                 if (!bmap)
7984                         goto error;
7985                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7986                 map->p[i] = bmap;
7987         }
7988         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7989         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7990         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7991         if (!map)
7992                 return NULL;
7993         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7994                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7995                         continue;
7996                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7997                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7998                         map->p[j-1] = map->p[j];
7999                 map->n--;
8000         }
8001         return map;
8002 error:
8003         isl_map_free(map);
8004         return NULL;
8005
8006 }
8007
8008 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8009 {
8010         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8011 }
8012
8013 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8014 {
8015         int i;
8016         int equal;
8017
8018         if (!map1 || !map2)
8019                 return -1;
8020
8021         if (map1 == map2)
8022                 return 1;
8023         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8024                 return 0;
8025
8026         map1 = isl_map_copy(map1);
8027         map2 = isl_map_copy(map2);
8028         map1 = isl_map_normalize(map1);
8029         map2 = isl_map_normalize(map2);
8030         if (!map1 || !map2)
8031                 goto error;
8032         equal = map1->n == map2->n;
8033         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8034                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8035                 if (equal < 0)
8036                         goto error;
8037         }
8038         isl_map_free(map1);
8039         isl_map_free(map2);
8040         return equal;
8041 error:
8042         isl_map_free(map1);
8043         isl_map_free(map2);
8044         return -1;
8045 }
8046
8047 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8048 {
8049         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8050 }
8051
8052 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8053 {
8054         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8055                                                 (struct isl_map *)set2);
8056 }
8057
8058 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8059 {
8060         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8061 }
8062
8063 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8064  */
8065 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8066         isl_int min, isl_int max)
8067 {
8068         int k;
8069         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8070
8071         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8072         if (!bset)
8073                 goto error;
8074
8075         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8076         if (k < 0)
8077                 goto error;
8078         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8079         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8080
8081         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8082         if (k < 0)
8083                 goto error;
8084         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8085         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8086
8087         return bset;
8088 error:
8089         isl_basic_set_free(bset);
8090         return NULL;
8091 }
8092
8093 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8094  */
8095 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8096         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8097 {
8098         int i;
8099         unsigned dim;
8100         unsigned nparam;
8101         unsigned extra;
8102         unsigned n_eq;
8103         unsigned n_ineq;
8104         struct isl_basic_set *product = NULL;
8105
8106         if (!list)
8107                 goto error;
8108         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8109         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8110         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8111         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8112         extra = list->p[0]->n_div;
8113         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8114         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8115         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8116                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8117                 isl_assert(list->ctx,
8118                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8119                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8120                 extra += list->p[i]->n_div;
8121                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8122                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8123         }
8124         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8125                                         n_eq, n_ineq);
8126         if (!product)
8127                 goto error;
8128         dim = 0;
8129         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8130                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8131                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8132                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8133         }
8134         isl_basic_set_list_free(list);
8135         return product;
8136 error:
8137         isl_basic_set_free(product);
8138         isl_basic_set_list_free(list);
8139         return NULL;
8140 }
8141
8142 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8143                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8144 {
8145         isl_space *dim_result = NULL;
8146         struct isl_basic_map *bmap;
8147         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8148         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8149
8150         if (!bmap1 || !bmap2)
8151                 goto error;
8152
8153         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8154                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8155         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8156                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8157
8158         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8159         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8160         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8161         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8162         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8163
8164         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8165         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8166         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8167         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8168         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8169         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8170         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8171         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8172         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8173         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8174         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8175
8176         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8177                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8178                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8179                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8180         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8181         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8182         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8183         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8184 error:
8185         isl_basic_map_free(bmap1);
8186         isl_basic_map_free(bmap2);
8187         return NULL;
8188 }
8189
8190 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8191         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8192 {
8193         isl_basic_map *prod;
8194
8195         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8196         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8197         return prod;
8198 }
8199
8200 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8201         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8202 {
8203         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8204 }
8205
8206 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8207         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8208 {
8209         isl_space *space_result = NULL;
8210         isl_basic_map *bmap;
8211         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8212         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8213
8214         if (!bmap1 || !bmap2)
8215                 goto error;
8216
8217         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8218                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8219
8220         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8221         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8222         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8223         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8224
8225         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8226         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8227         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8228         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8229         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8230         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8231         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8232         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8233         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8234         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8235         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8236
8237         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8238                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8239                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8240                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8241         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8242         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8243         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8244         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8245 error:
8246         isl_basic_map_free(bmap1);
8247         isl_basic_map_free(bmap2);
8248         return NULL;
8249 }
8250
8251 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8252         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8253 {
8254         isl_space *dim_result = NULL;
8255         isl_basic_map *bmap;
8256         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8257         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8258
8259         if (!bmap1 || !bmap2)
8260                 goto error;
8261
8262         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8263                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8264
8265         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8266         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8267         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8268         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8269
8270         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8271         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8272         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8273         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8274         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8275         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8276         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8277         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8278         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8279         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8280         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8281
8282         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8283                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8284                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8285                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8286         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8287         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8288         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8289         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8290 error:
8291         isl_basic_map_free(bmap1);
8292         isl_basic_map_free(bmap2);
8293         return NULL;
8294 }
8295
8296 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8297         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8298 {
8299         isl_basic_map *prod;
8300
8301         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8302         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8303         return prod;
8304 }
8305
8306 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8307         __isl_take isl_map *map2,
8308         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8309                                            __isl_take isl_space *right),
8310         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8311                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8312 {
8313         unsigned flags = 0;
8314         struct isl_map *result;
8315         int i, j;
8316
8317         if (!map1 || !map2)
8318                 goto error;
8319
8320         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8321                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8322
8323         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8324             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8325                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8326
8327         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8328                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8329                                 map1->n * map2->n, flags);
8330         if (!result)
8331                 goto error;
8332         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8333                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8334                         struct isl_basic_map *part;
8335                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8336                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8337                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8338                                 isl_basic_map_free(part);
8339                         else
8340                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8341                         if (!result)
8342                                 goto error;
8343                 }
8344         isl_map_free(map1);
8345         isl_map_free(map2);
8346         return result;
8347 error:
8348         isl_map_free(map1);
8349         isl_map_free(map2);
8350         return NULL;
8351 }
8352
8353 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8354  */
8355 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8356         __isl_take isl_map *map2)
8357 {
8358         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8359 }
8360
8361 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8362         __isl_take isl_map *map2)
8363 {
8364         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8365 }
8366
8367 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8368  */
8369 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8370         __isl_take isl_map *map2)
8371 {
8372         isl_map *prod;
8373
8374         prod = isl_map_product(map1, map2);
8375         prod = isl_map_flatten(prod);
8376         return prod;
8377 }
8378
8379 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8380  */
8381 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8382 {
8383         return isl_map_range_product(set1, set2);
8384 }
8385
8386 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8387         __isl_take isl_set *set2)
8388 {
8389         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8390 }
8391
8392 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8393  */
8394 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8395         __isl_take isl_map *map2)
8396 {
8397         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8398                                 &isl_basic_map_domain_product);
8399 }
8400
8401 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8402  */
8403 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8404         __isl_take isl_map *map2)
8405 {
8406         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8407                                 &isl_basic_map_range_product);
8408 }
8409
8410 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8411         __isl_take isl_map *map2)
8412 {
8413         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8414                                                 &map_domain_product_aligned);
8415 }
8416
8417 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8418         __isl_take isl_map *map2)
8419 {
8420         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8421                                                 &map_range_product_aligned);
8422 }
8423
8424 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8425  */
8426 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8427         __isl_take isl_map *map2)
8428 {
8429         isl_map *prod;
8430
8431         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8432         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8433         return prod;
8434 }
8435
8436 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8437  */
8438 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8439         __isl_take isl_map *map2)
8440 {
8441         isl_map *prod;
8442
8443         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8444         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8445         return prod;
8446 }
8447
8448 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8449 {
8450         int i;
8451         uint32_t hash = isl_hash_init();
8452         unsigned total;
8453
8454         if (!bmap)
8455                 return 0;
8456         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8457         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8458         if (!bmap)
8459                 return 0;
8460         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8461         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8462         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8463                 uint32_t c_hash;
8464                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8465                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8466         }
8467         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8468         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8469                 uint32_t c_hash;
8470                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8471                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8472         }
8473         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8474         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8475                 uint32_t c_hash;
8476                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8477                         continue;
8478                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8479                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8480                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8481         }
8482         isl_basic_map_free(bmap);
8483         return hash;
8484 }
8485
8486 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8487 {
8488         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8489 }
8490
8491 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8492 {
8493         int i;
8494         uint32_t hash;
8495
8496         if (!map)
8497                 return 0;
8498         map = isl_map_copy(map);
8499         map = isl_map_normalize(map);
8500         if (!map)
8501                 return 0;
8502
8503         hash = isl_hash_init();
8504         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8505                 uint32_t bmap_hash;
8506                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8507                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8508         }
8509                 
8510         isl_map_free(map);
8511
8512         return hash;
8513 }
8514
8515 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8516 {
8517         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8518 }
8519
8520 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8521  * by the values of the other parameters and variables.
8522  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8523  */
8524 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8525 {
8526         int i;
8527         unsigned nparam;
8528
8529         if (!bset)
8530                 return -1;
8531         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8532         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8533                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8534                         return 1;
8535         return 0;
8536 }
8537
8538 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8539  * by the values of the other parameters and variables.
8540  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8541  * for each of the subsets.
8542  */
8543 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8544 {
8545         int i;
8546
8547         if (!set)
8548                 return -1;
8549         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8550                 int unique;
8551                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8552                 if (unique != 1)
8553                         return unique;
8554         }
8555         return 1;
8556 }
8557
8558 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8559 {
8560         return set ? set->n : 0;
8561 }
8562
8563 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8564         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8565 {
8566         int i;
8567
8568         if (!map)
8569                 return -1;
8570
8571         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8572                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8573                         return -1;
8574
8575         return 0;
8576 }
8577
8578 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8579         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8580 {
8581         int i;
8582
8583         if (!set)
8584                 return -1;
8585
8586         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8587                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8588                         return -1;
8589
8590         return 0;
8591 }
8592
8593 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8594 {
8595         isl_space *dim;
8596
8597         if (!bset)
8598                 return NULL;
8599
8600         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8601         if (!bset)
8602                 return NULL;
8603
8604         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8605         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8606         if (!dim)
8607                 goto error;
8608         isl_space_free(bset->dim);
8609         bset->dim = dim;
8610         bset->extra -= bset->n_div;
8611         bset->n_div = 0;
8612
8613         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8614
8615         return bset;
8616 error:
8617         isl_basic_set_free(bset);
8618         return NULL;
8619 }
8620
8621 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8622 {
8623         int i;
8624         isl_space *dim;
8625         unsigned n_div;
8626
8627         set = isl_set_align_divs(set);
8628
8629         if (!set)
8630                 return NULL;
8631
8632         set = isl_set_cow(set);
8633         if (!set)
8634                 return NULL;
8635
8636         n_div = set->p[0]->n_div;
8637         dim = isl_set_get_space(set);
8638         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8639         if (!dim)
8640                 goto error;
8641         isl_space_free(set->dim);
8642         set->dim = dim;
8643
8644         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8645                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8646                 if (!set->p[i])
8647                         goto error;
8648         }
8649
8650         return set;
8651 error:
8652         isl_set_free(set);
8653         return NULL;
8654 }
8655
8656 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8657 {
8658         isl_space *dim;
8659         struct isl_basic_map *bmap;
8660         unsigned n_set;
8661         unsigned n_div;
8662         unsigned n_param;
8663         unsigned total;
8664         int i, k, l;
8665
8666         set = isl_set_align_divs(set);
8667
8668         if (!set)
8669                 return NULL;
8670
8671         dim = isl_set_get_space(set);
8672         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8673                 isl_set_free(set);
8674                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8675         }
8676
8677         n_div = set->p[0]->n_div;
8678         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8679         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8680         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8681         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8682         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8683         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8684                 bmap = var_equal(bmap, i);
8685
8686         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8687         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8688                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8689                 if (k < 0)
8690                         goto error;
8691                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8692                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8693                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8694                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8695                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8696                             set->p[0]->div[i][0]);
8697
8698                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8699                 if (l < 0)
8700                         goto error;
8701                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8702                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8703                             set->p[0]->div[i][0]);
8704                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8705         }
8706
8707         isl_set_free(set);
8708         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8709         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8710         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8711 error:
8712         isl_set_free(set);
8713         isl_basic_map_free(bmap);
8714         return NULL;
8715 }
8716
8717 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8718 {
8719         unsigned dim;
8720         int size = 0;
8721
8722         if (!bset)
8723                 return -1;
8724
8725         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8726         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8727         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8728         size += bset->n_div * (2 + dim);
8729
8730         return size;
8731 }
8732
8733 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8734 {
8735         int i;
8736         int size = 0;
8737
8738         if (!set)
8739                 return -1;
8740
8741         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8742                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8743
8744         return size;
8745 }
8746
8747 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8748  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8749  */
8750 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8751         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8752 {
8753         int i;
8754
8755         if (!bmap)
8756                 return -1;
8757
8758         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8759
8760         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8761
8762         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8763                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8764                         continue;
8765                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8766                         return 1;
8767         }
8768
8769         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8770                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8771                         return 1;
8772
8773         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8774                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8775                 if (sgn > 0)
8776                         lower = 1;
8777                 if (sgn < 0)
8778                         upper = 1;
8779         }
8780
8781         return lower && upper;
8782 }
8783
8784 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8785         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8786 {
8787         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
8788 }
8789
8790 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8791         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8792 {
8793         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
8794 }
8795
8796 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8797         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8798 {
8799         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
8800 }
8801
8802 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
8803         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8804 {
8805         int i;
8806
8807         if (!map)
8808                 return -1;
8809
8810         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8811                 int bounded;
8812                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
8813                 if (bounded < 0 || !bounded)
8814                         return bounded;
8815         }
8816
8817         return 1;
8818 }
8819
8820 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
8821  * and a lower bound.
8822  */
8823 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
8824         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8825 {
8826         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
8827 }
8828
8829 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
8830         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
8831         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8832                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
8833 {
8834         int i;
8835
8836         if (!map)
8837                 return -1;
8838
8839         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8840                 int bounded;
8841                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
8842                 if (bounded < 0 || bounded)
8843                         return bounded;
8844         }
8845
8846         return 0;
8847 }
8848
8849 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
8850  */
8851 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8852         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8853 {
8854         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
8855 }
8856
8857 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
8858  */
8859 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
8860         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8861 {
8862         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
8863 }
8864
8865 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
8866  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
8867  * elements of the array "signs".
8868  * Sign
8869  *      1 means that the variable is non-negative
8870  *      -1 means that the variable is non-positive
8871  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
8872  */
8873 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8874         unsigned first, unsigned n, int *signs)
8875 {
8876         isl_vec *bound = NULL;
8877         struct isl_tab *tab = NULL;
8878         struct isl_tab_undo *snap;
8879         int i;
8880
8881         if (!bset || !signs)
8882                 return -1;
8883
8884         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
8885         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
8886         if (!bound || !tab)
8887                 goto error;
8888
8889         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
8890         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
8891
8892         snap = isl_tab_snap(tab);
8893         for (i = 0; i < n; ++i) {
8894                 int empty;
8895
8896                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
8897                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8898                         goto error;
8899                 empty = tab->empty;
8900                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8901                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8902                         goto error;
8903
8904                 if (empty) {
8905                         signs[i] = 1;
8906                         continue;
8907                 }
8908
8909                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
8910                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8911                         goto error;
8912                 empty = tab->empty;
8913                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8914                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8915                         goto error;
8916
8917                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
8918         }
8919
8920         isl_tab_free(tab);
8921         isl_vec_free(bound);
8922         return 0;
8923 error:
8924         isl_tab_free(tab);
8925         isl_vec_free(bound);
8926         return -1;
8927 }
8928
8929 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8930         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
8931 {
8932         if (!bset || !signs)
8933                 return -1;
8934         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
8935                 return -1);
8936
8937         first += pos(bset->dim, type) - 1;
8938         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
8939 }
8940
8941 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
8942  * In particular, for each output dimension, check that there is
8943  * an equality that defines the output dimension in terms of
8944  * earlier dimensions.
8945  */
8946 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8947 {
8948         int i, j;
8949         unsigned total;
8950         unsigned n_out;
8951         unsigned o_out;
8952
8953         if (!bmap)
8954                 return -1;
8955
8956         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
8957         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
8958         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8959
8960         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
8961                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
8962                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
8963                                 continue;
8964                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
8965                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
8966                                 break;
8967                 }
8968                 if (j >= bmap->n_eq)
8969                         return 0;
8970         }
8971
8972         return 1;
8973 }
8974
8975 /* Check if the given basic map is single-valued.
8976  * We simply compute
8977  *
8978  *      M \circ M^-1
8979  *
8980  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
8981  */
8982 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8983 {
8984         isl_space *space;
8985         isl_basic_map *test;
8986         isl_basic_map *id;
8987         int sv;
8988
8989         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
8990         if (sv < 0 || sv)
8991                 return sv;
8992
8993         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
8994         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
8995
8996         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
8997         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
8998         id = isl_basic_map_identity(space);
8999
9000         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9001
9002         isl_basic_map_free(test);
9003         isl_basic_map_free(id);
9004
9005         return sv;
9006 }
9007
9008 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9009  */
9010 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9011 {
9012         if (!map)
9013                 return -1;
9014         if (map->n == 0)
9015                 return 1;
9016         if (map->n >= 2)
9017                 return 0;
9018
9019         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9020 }
9021
9022 /* Check if the given map is single-valued.
9023  * We simply compute
9024  *
9025  *      M \circ M^-1
9026  *
9027  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9028  */
9029 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9030 {
9031         isl_space *dim;
9032         isl_map *test;
9033         isl_map *id;
9034         int sv;
9035
9036         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9037         if (sv < 0 || sv)
9038                 return sv;
9039
9040         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9041         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9042
9043         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9044         id = isl_map_identity(dim);
9045
9046         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9047
9048         isl_map_free(test);
9049         isl_map_free(id);
9050
9051         return sv;
9052 }
9053
9054 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9055 {
9056         int in;
9057
9058         map = isl_map_copy(map);
9059         map = isl_map_reverse(map);
9060         in = isl_map_is_single_valued(map);
9061         isl_map_free(map);
9062
9063         return in;
9064 }
9065
9066 /* Check if the given map is obviously injective.
9067  */
9068 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9069 {
9070         int in;
9071
9072         map = isl_map_copy(map);
9073         map = isl_map_reverse(map);
9074         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9075         isl_map_free(map);
9076
9077         return in;
9078 }
9079
9080 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9081 {
9082         int sv;
9083
9084         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9085         if (sv < 0 || !sv)
9086                 return sv;
9087
9088         return isl_map_is_injective(map);
9089 }
9090
9091 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9092 {
9093         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9094 }
9095
9096 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9097 {
9098         int ok;
9099         isl_set *delta;
9100
9101         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9102         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9103         isl_set_free(delta);
9104
9105         return ok;
9106 }
9107
9108 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9109 {
9110         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9111                 return 0;
9112         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9113                 return 0;
9114         return 1;
9115 }
9116
9117 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9118 {
9119         int i, j;
9120         unsigned nvar;
9121         unsigned ovar;
9122
9123         if (!bset)
9124                 return -1;
9125
9126         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9127                 return 0;
9128
9129         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9130         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9131         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9132                 int lower = 0, upper = 0;
9133                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9134                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9135                                 continue;
9136                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9137                                 return 0;
9138                         break;
9139                 }
9140                 if (i < bset->n_eq)
9141                         continue;
9142                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9143                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9144                                 continue;
9145                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9146                                 return 0;
9147                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9148                                 lower = 1;
9149                         else
9150                                 upper = 1;
9151                 }
9152                 if (!lower || !upper)
9153                         return 0;
9154         }
9155
9156         return 1;
9157 }
9158
9159 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9160 {
9161         if (!set)
9162                 return -1;
9163         if (set->n != 1)
9164                 return 0;
9165
9166         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9167 }
9168
9169 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9170 {
9171         if (!bset)
9172                 return -1;
9173         
9174         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9175 }
9176
9177 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9178 {
9179         if (!set)
9180                 return -1;
9181         
9182         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9183 }
9184
9185 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9186 {
9187         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9188         if (!bmap)
9189                 return NULL;
9190
9191         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9192         if (!bmap->dim)
9193                 goto error;
9194
9195         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9196
9197         return (isl_basic_set *)bmap;
9198 error:
9199         isl_basic_map_free(bmap);
9200         return NULL;
9201 }
9202
9203 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9204 {
9205         int i;
9206
9207         map = isl_map_cow(map);
9208         if (!map)
9209                 return NULL;
9210
9211         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9212                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9213                 if (!map->p[i])
9214                         goto error;
9215         }
9216         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9217         if (!map->dim)
9218                 goto error;
9219
9220         return (isl_set *)map;
9221 error:
9222         isl_map_free(map);
9223         return NULL;
9224 }
9225
9226 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9227 {
9228         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9229         if (!bset)
9230                 return NULL;
9231
9232         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9233         if (!bset->dim)
9234                 goto error;
9235
9236         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9237
9238         return (isl_basic_map *)bset;
9239 error:
9240         isl_basic_set_free(bset);
9241         return NULL;
9242 }
9243
9244 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9245 {
9246         int i;
9247
9248         if (!set)
9249                 return NULL;
9250
9251         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9252                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9253                         goto error);
9254
9255         set = isl_set_cow(set);
9256         if (!set)
9257                 return NULL;
9258
9259         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9260                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9261                 if (!set->p[i])
9262                         goto error;
9263         }
9264
9265         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9266         if (!set->dim)
9267                 goto error;
9268
9269         return (isl_map *)set;
9270 error:
9271         isl_set_free(set);
9272         return NULL;
9273 }
9274
9275 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9276         enum isl_dim_type type)
9277 {
9278         if (!bmap)
9279                 return NULL;
9280
9281         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9282                 return bmap;
9283
9284         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9285         if (!bmap)
9286                 return NULL;
9287
9288         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9289         if (!bmap->dim)
9290                 goto error;
9291
9292         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9293
9294         return bmap;
9295 error:
9296         isl_basic_map_free(bmap);
9297         return NULL;
9298 }
9299
9300 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9301         enum isl_dim_type type)
9302 {
9303         int i;
9304
9305         if (!map)
9306                 return NULL;
9307
9308         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9309                 return map;
9310
9311         map = isl_map_cow(map);
9312         if (!map)
9313                 return NULL;
9314
9315         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9316                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9317                 if (!map->p[i])
9318                         goto error;
9319         }
9320         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9321         if (!map->dim)
9322                 goto error;
9323
9324         return map;
9325 error:
9326         isl_map_free(map);
9327         return NULL;
9328 }
9329
9330 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9331 {
9332         if (!bmap)
9333                 return NULL;
9334
9335         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9336                 return bmap;
9337
9338         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9339         if (!bmap)
9340                 return NULL;
9341
9342         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9343         if (!bmap->dim)
9344                 goto error;
9345
9346         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9347
9348         return bmap;
9349 error:
9350         isl_basic_map_free(bmap);
9351         return NULL;
9352 }
9353
9354 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9355 {
9356         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9357 }
9358
9359 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9360         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9361 {
9362         if (!bmap)
9363                 return NULL;
9364
9365         if (!bmap->dim->nested[0])
9366                 return bmap;
9367
9368         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9369         if (!bmap)
9370                 return NULL;
9371
9372         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9373         if (!bmap->dim)
9374                 goto error;
9375
9376         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9377
9378         return bmap;
9379 error:
9380         isl_basic_map_free(bmap);
9381         return NULL;
9382 }
9383
9384 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9385         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9386 {
9387         if (!bmap)
9388                 return NULL;
9389
9390         if (!bmap->dim->nested[1])
9391                 return bmap;
9392
9393         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9394         if (!bmap)
9395                 return NULL;
9396
9397         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9398         if (!bmap->dim)
9399                 goto error;
9400
9401         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9402
9403         return bmap;
9404 error:
9405         isl_basic_map_free(bmap);
9406         return NULL;
9407 }
9408
9409 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9410 {
9411         int i;
9412
9413         if (!map)
9414                 return NULL;
9415
9416         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9417                 return map;
9418
9419         map = isl_map_cow(map);
9420         if (!map)
9421                 return NULL;
9422
9423         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9424                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9425                 if (!map->p[i])
9426                         goto error;
9427         }
9428         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9429         if (!map->dim)
9430                 goto error;
9431
9432         return map;
9433 error:
9434         isl_map_free(map);
9435         return NULL;
9436 }
9437
9438 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9439 {
9440         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9441 }
9442
9443 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9444 {
9445         isl_space *dim, *flat_dim;
9446         isl_map *map;
9447
9448         dim = isl_set_get_space(set);
9449         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9450         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9451         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9452
9453         return map;
9454 }
9455
9456 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9457 {
9458         int i;
9459
9460         if (!map)
9461                 return NULL;
9462
9463         if (!map->dim->nested[0])
9464                 return map;
9465
9466         map = isl_map_cow(map);
9467         if (!map)
9468                 return NULL;
9469
9470         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9471                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9472                 if (!map->p[i])
9473                         goto error;
9474         }
9475         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9476         if (!map->dim)
9477                 goto error;
9478
9479         return map;
9480 error:
9481         isl_map_free(map);
9482         return NULL;
9483 }
9484
9485 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9486 {
9487         int i;
9488
9489         if (!map)
9490                 return NULL;
9491
9492         if (!map->dim->nested[1])
9493                 return map;
9494
9495         map = isl_map_cow(map);
9496         if (!map)
9497                 return NULL;
9498
9499         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9500                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9501                 if (!map->p[i])
9502                         goto error;
9503         }
9504         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9505         if (!map->dim)
9506                 goto error;
9507
9508         return map;
9509 error:
9510         isl_map_free(map);
9511         return NULL;
9512 }
9513
9514 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9515  * and set the dimension specification to "dim".
9516  */
9517 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9518         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9519 {
9520         isl_basic_map *res;
9521         unsigned flags;
9522
9523         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9524         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9525                 goto error;
9526
9527         flags = bmap->flags;
9528         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9529         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9530         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9531         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9532                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9533         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9534         if (res)
9535                 res->flags = flags;
9536         res = isl_basic_map_finalize(res);
9537         return res;
9538 error:
9539         free(dim_map);
9540         isl_basic_map_free(bmap);
9541         isl_space_free(dim);
9542         return NULL;
9543 }
9544
9545 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9546  */
9547 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9548         __isl_take isl_reordering *r)
9549 {
9550         int i;
9551         struct isl_dim_map *dim_map;
9552
9553         map = isl_map_cow(map);
9554         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9555         if (!map || !r || !dim_map)
9556                 goto error;
9557
9558         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9559                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9560
9561                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9562
9563                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9564                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9565
9566                 if (!map->p[i])
9567                         goto error;
9568         }
9569
9570         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9571
9572         isl_reordering_free(r);
9573         free(dim_map);
9574         return map;
9575 error:
9576         free(dim_map);
9577         isl_map_free(map);
9578         isl_reordering_free(r);
9579         return NULL;
9580 }
9581
9582 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9583         __isl_take isl_reordering *r)
9584 {
9585         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9586 }
9587
9588 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9589         __isl_take isl_space *model)
9590 {
9591         isl_ctx *ctx;
9592
9593         if (!map || !model)
9594                 goto error;
9595
9596         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9597         if (!isl_space_has_named_params(model))
9598                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9599                         "model has unnamed parameters", goto error);
9600         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9601                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9602                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9603         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9604                 isl_reordering *exp;
9605
9606                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9607                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9608                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9609                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9610                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9611                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9612                 map = isl_map_realign(map, exp);
9613         }
9614
9615         isl_space_free(model);
9616         return map;
9617 error:
9618         isl_space_free(model);
9619         isl_map_free(map);
9620         return NULL;
9621 }
9622
9623 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9624         __isl_take isl_space *model)
9625 {
9626         return isl_map_align_params(set, model);
9627 }
9628
9629 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9630                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9631                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9632                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9633 {
9634         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9635         struct isl_mat *mat;
9636         int i, j, k;
9637         int pos;
9638
9639         if (!bmap)
9640                 return NULL;
9641         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9642                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9643         if (!mat)
9644                 return NULL;
9645         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9646                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9647                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9648                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9649                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9650                                             bmap->eq[i][off + k]);
9651                                 ++pos;
9652                         }
9653                 }
9654
9655         return mat;
9656 }
9657
9658 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9659                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9660                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9661                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9662 {
9663         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9664         struct isl_mat *mat;
9665         int i, j, k;
9666         int pos;
9667
9668         if (!bmap)
9669                 return NULL;
9670         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9671                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9672         if (!mat)
9673                 return NULL;
9674         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9675                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9676                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9677                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9678                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9679                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9680                                 ++pos;
9681                         }
9682                 }
9683
9684         return mat;
9685 }
9686
9687 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9688         __isl_take isl_space *dim,
9689         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9690         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9691         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9692 {
9693         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9694         isl_basic_map *bmap;
9695         unsigned total;
9696         unsigned extra;
9697         int i, j, k, l;
9698         int pos;
9699
9700         if (!dim || !eq || !ineq)
9701                 goto error;
9702
9703         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9704                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9705                         "equalities and inequalities matrices should have "
9706                         "same number of columns", goto error);
9707
9708         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9709
9710         if (eq->n_col < total)
9711                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9712                         "number of columns too small", goto error);
9713
9714         extra = eq->n_col - total;
9715
9716         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9717                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9718         if (!bmap)
9719                 goto error;
9720         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9721                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9722                 if (k < 0)
9723                         goto error;
9724                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
9725         }
9726         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
9727                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9728                 if (l < 0)
9729                         goto error;
9730                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9731                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9732                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9733                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
9734                                             eq->row[i][pos]);
9735                                 ++pos;
9736                         }
9737                 }
9738         }
9739         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
9740                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9741                 if (l < 0)
9742                         goto error;
9743                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9744                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9745                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9746                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
9747                                             ineq->row[i][pos]);
9748                                 ++pos;
9749                         }
9750                 }
9751         }
9752
9753         isl_space_free(dim);
9754         isl_mat_free(eq);
9755         isl_mat_free(ineq);
9756
9757         return bmap;
9758 error:
9759         isl_space_free(dim);
9760         isl_mat_free(eq);
9761         isl_mat_free(ineq);
9762         return NULL;
9763 }
9764
9765 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
9766         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9767         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9768 {
9769         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9770                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9771 }
9772
9773 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
9774         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9775         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9776 {
9777         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9778                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9779 }
9780
9781 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
9782         __isl_take isl_space *dim,
9783         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9784         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9785 {
9786         return (isl_basic_set*)
9787             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
9788                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9789 }
9790
9791 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9792 {
9793         if (!bmap)
9794                 return -1;
9795         
9796         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
9797 }
9798
9799 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
9800 {
9801         if (!map)
9802                 return -1;
9803         
9804         return isl_space_can_zip(map->dim);
9805 }
9806
9807 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
9808  * (A -> C) -> (B -> D).
9809  */
9810 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9811 {
9812         unsigned pos;
9813         unsigned n1;
9814         unsigned n2;
9815
9816         if (!bmap)
9817                 return NULL;
9818
9819         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
9820                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
9821                         "basic map cannot be zipped", goto error);
9822         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
9823                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
9824         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
9825         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
9826         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9827         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
9828         if (!bmap)
9829                 return NULL;
9830         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
9831         if (!bmap->dim)
9832                 goto error;
9833         return bmap;
9834 error:
9835         isl_basic_map_free(bmap);
9836         return NULL;
9837 }
9838
9839 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
9840  * (A -> C) -> (B -> D).
9841  */
9842 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
9843 {
9844         int i;
9845
9846         if (!map)
9847                 return NULL;
9848
9849         if (!isl_map_can_zip(map))
9850                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
9851                         goto error);
9852
9853         map = isl_map_cow(map);
9854         if (!map)
9855                 return NULL;
9856
9857         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9858                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
9859                 if (!map->p[i])
9860                         goto error;
9861         }
9862
9863         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
9864         if (!map->dim)
9865                 goto error;
9866
9867         return map;
9868 error:
9869         isl_map_free(map);
9870         return NULL;
9871 }
9872
9873 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
9874  * That is, does it have a nested relation in its domain?
9875  */
9876 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9877 {
9878         if (!bmap)
9879                 return -1;
9880
9881         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
9882 }
9883
9884 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
9885  * That is, does it have a nested relation in its domain?
9886  */
9887 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
9888 {
9889         if (!map)
9890                 return -1;
9891
9892         return isl_space_can_curry(map->dim);
9893 }
9894
9895 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
9896  * A -> (B -> C).
9897  */
9898 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9899 {
9900
9901         if (!bmap)
9902                 return NULL;
9903
9904         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
9905                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
9906                         "basic map cannot be curried", goto error);
9907         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
9908         if (!bmap->dim)
9909                 goto error;
9910         return bmap;
9911 error:
9912         isl_basic_map_free(bmap);
9913         return NULL;
9914 }
9915
9916 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
9917  * A -> (B -> C).
9918  */
9919 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
9920 {
9921         int i;
9922
9923         if (!map)
9924                 return NULL;
9925
9926         if (!isl_map_can_curry(map))
9927                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
9928                         goto error);
9929
9930         map = isl_map_cow(map);
9931         if (!map)
9932                 return NULL;
9933
9934         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9935                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
9936                 if (!map->p[i])
9937                         goto error;
9938         }
9939
9940         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
9941         if (!map->dim)
9942                 goto error;
9943
9944         return map;
9945 error:
9946         isl_map_free(map);
9947         return NULL;
9948 }
9949
9950 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
9951  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
9952  */
9953 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
9954 {
9955         int k;
9956         int pos;
9957         isl_local_space *ls;
9958         isl_basic_map *bmap;
9959
9960         if (!aff)
9961                 return NULL;
9962
9963         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
9964         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
9965         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
9966         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9967         if (k < 0)
9968                 goto error;
9969
9970         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9971         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
9972         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
9973         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
9974                     aff->v->size - (pos + 1));
9975
9976         isl_aff_free(aff);
9977         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9978         return bmap;
9979 error:
9980         isl_aff_free(aff);
9981         isl_basic_map_free(bmap);
9982         return NULL;
9983 }
9984
9985 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
9986  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
9987  */
9988 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
9989 {
9990         isl_basic_map *bmap;
9991
9992         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
9993         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9994 }
9995
9996 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
9997  * to its range, with each dimension in the range equated to the
9998  * corresponding affine expression.
9999  */
10000 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10001         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10002 {
10003         int i;
10004         isl_space *space;
10005         isl_basic_map *bmap;
10006
10007         if (!maff)
10008                 return NULL;
10009
10010         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10011                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10012                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10013
10014         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10015         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10016
10017         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10018                 isl_aff *aff;
10019                 isl_basic_map *bmap_i;
10020
10021                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10022                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10023
10024                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10025         }
10026
10027         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10028
10029         isl_multi_aff_free(maff);
10030         return bmap;
10031 }
10032
10033 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10034  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10035  * corresponding affine expression.
10036  */
10037 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10038 {
10039         isl_basic_map *bmap;
10040
10041         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10042         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10043 }
10044
10045 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10046  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10047  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10048  * corresponding affine expression.
10049  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10050  * domain_dim.
10051  */
10052 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10053         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10054 {
10055         int i;
10056         isl_space *dim;
10057         isl_basic_map *bmap;
10058
10059         if (!list)
10060                 return NULL;
10061
10062         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10063         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10064
10065         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10066                 isl_aff *aff;
10067                 isl_basic_map *bmap_i;
10068
10069                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10070                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10071
10072                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10073         }
10074
10075         isl_aff_list_free(list);
10076         return bmap;
10077 }
10078
10079 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10080         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10081 {
10082         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10083 }
10084
10085 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10086  */
10087 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10088         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10089 {
10090         isl_basic_map *bmap = NULL;
10091         int i;
10092
10093         if (!space)
10094                 return NULL;
10095
10096         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10097                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10098                         "index out of bounds", goto error);
10099         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10100                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10101                         "index out of bounds", goto error);
10102
10103         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10104                 return isl_basic_map_universe(space);
10105
10106         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10107         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10108         if (i < 0)
10109                 goto error;
10110         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10111         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10112         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10113         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10114         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10115         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10116         isl_space_free(space);
10117         return bmap;
10118 error:
10119         isl_space_free(space);
10120         isl_basic_map_free(bmap);
10121         return NULL;
10122 }
10123
10124 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10125  */
10126 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10127         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10128 {
10129         isl_basic_map *eq;
10130
10131         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10132
10133         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10134
10135         return bmap;
10136 }
10137
10138 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10139  */
10140 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10141         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10142 {
10143         isl_basic_map *bmap;
10144
10145         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10146
10147         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10148
10149         return map;
10150 }
10151
10152 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10153  */
10154 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10155         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10156 {
10157         isl_basic_map *bmap = NULL;
10158         int i;
10159
10160         if (!map)
10161                 return NULL;
10162
10163         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10164                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10165                         "index out of bounds", goto error);
10166         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10167                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10168                         "index out of bounds", goto error);
10169
10170         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10171         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10172         if (i < 0)
10173                 goto error;
10174         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10175         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10176         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10177         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10178         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10179         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10180
10181         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10182
10183         return map;
10184 error:
10185         isl_basic_map_free(bmap);
10186         isl_map_free(map);
10187         return NULL;
10188 }
10189
10190 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10191  * greater than that of the second.
10192  */
10193 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10194         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10195 {
10196         isl_basic_map *bmap = NULL;
10197         int i;
10198
10199         if (!map)
10200                 return NULL;
10201
10202         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10203                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10204                         "index out of bounds", goto error);
10205         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10206                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10207                         "index out of bounds", goto error);
10208
10209         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10210                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10211                 isl_map_free(map);
10212                 return isl_map_empty(space);
10213         }
10214
10215         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10216         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10217         if (i < 0)
10218                 goto error;
10219         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10220         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10221         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10222         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10223         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10224         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10225         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10226
10227         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10228
10229         return map;
10230 error:
10231         isl_basic_map_free(bmap);
10232         isl_map_free(map);
10233         return NULL;
10234 }
10235
10236 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10237  * smaller than that of the second.
10238  */
10239 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10240         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10241 {
10242         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10243 }
10244
10245 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10246         int pos)
10247 {
10248         isl_aff *div;
10249         isl_local_space *ls;
10250
10251         if (!bmap)
10252                 return NULL;
10253
10254         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10255                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10256                         "some divs are unknown", return NULL);
10257
10258         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10259         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10260         isl_local_space_free(ls);
10261
10262         return div;
10263 }
10264
10265 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10266         int pos)
10267 {
10268         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10269 }
10270
10271 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10272  *
10273  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10274  *
10275  *      f/d
10276  *
10277  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10278  *
10279  *      floor((a i + g)/m)
10280  *
10281  * is replaced by
10282  *
10283  *      floor((a f + d g)/(m d))
10284  *
10285  * Constraints of the form
10286  *
10287  *      a i + g
10288  *
10289  * are replaced by
10290  *
10291  *      a f + d g
10292  */
10293 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10294         __isl_take isl_basic_set *bset,
10295         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10296 {
10297         int i;
10298         isl_int v;
10299         isl_ctx *ctx;
10300
10301         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10302                 return bset;
10303
10304         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10305         if (!bset || !subs)
10306                 goto error;
10307
10308         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10309         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10310                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10311                         "spaces don't match", goto error);
10312         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10313                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10314                         "cannot handle divs yet", goto error);
10315
10316         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10317
10318         isl_int_init(v);
10319
10320         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10321                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10322                         continue;
10323                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10324                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10325                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10326                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10327         }
10328
10329         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10330                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10331                         continue;
10332                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10333                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10334                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10335                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10336         }
10337
10338         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10339                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10340                         continue;
10341                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10342                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10343                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10344                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10345                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10346                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10347         }
10348
10349         isl_int_clear(v);
10350
10351         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10352         return isl_basic_set_finalize(bset);
10353 error:
10354         isl_basic_set_free(bset);
10355         return NULL;
10356 }
10357
10358 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10359  */
10360 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10361         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10362 {
10363         int i;
10364
10365         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10366                 return set;
10367
10368         set = isl_set_cow(set);
10369         if (!set || !subs)
10370                 goto error;
10371
10372         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10373                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10374                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10375                         goto error;
10376         }
10377
10378         return set;
10379 error:
10380         isl_set_free(set);
10381         return NULL;
10382 }