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