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