isl_map.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
   3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
   4  *
   5  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
   6  *
   7  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
   8  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
   9  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
  10  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France
  11  */
  12
  13 #include <string.h>
  14 #include <isl_ctx_private.h>
  15 #include <isl_map_private.h>
  16 #include <isl/blk.h>
  17 #include "isl_space_private.h"
  18 #include "isl_equalities.h"
  19 #include <isl_list_private.h>
  20 #include <isl/lp.h>
  21 #include <isl/seq.h>
  22 #include <isl/set.h>
  23 #include <isl/map.h>
  24 #include "isl_map_piplib.h"
  25 #include <isl_reordering.h>
  26 #include "isl_sample.h"
  27 #include "isl_tab.h"
  28 #include <isl/vec.h>
  29 #include <isl_mat_private.h>
  30 #include <isl_dim_map.h>
  31 #include <isl_local_space_private.h>
  32 #include <isl_aff_private.h>
  33
  34 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
  35 {
  36         switch (type) {
  37         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
  38         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
  39         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
  40         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  41         default:                return 0;
  42         }
  43 }
  44
  45 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
  46 {
  47         switch (type) {
  48         case isl_dim_param:     return 1;
  49         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  50         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  51         default:                return 0;
  52         }
  53 }
  54
  55 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
  56                                 enum isl_dim_type type)
  57 {
  58         if (!bmap)
  59                 return 0;
  60         switch (type) {
  61         case isl_dim_cst:       return 1;
  62         case isl_dim_param:
  63         case isl_dim_in:
  64         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
  65         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
  66         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
  67         default:                return 0;
  68         }
  69 }
  70
  71 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
  72 {
  73         return map ? n(map->dim, type) : 0;
  74 }
  75
  76 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
  77 {
  78         return set ? n(set->dim, type) : 0;
  79 }
  80
  81 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
  82                                         enum isl_dim_type type)
  83 {
  84         isl_space *dim = bmap->dim;
  85         switch (type) {
  86         case isl_dim_cst:       return 0;
  87         case isl_dim_param:     return 1;
  88         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
  89         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
  90         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
  91         default:                return 0;
  92         }
  93 }
  94
  95 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
  96                                         enum isl_dim_type type)
  97 {
  98         return isl_basic_map_offset(bset, type);
  99 }
 100
 101 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 102 {
 103         return pos(map->dim, type);
 104 }
 105
 106 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 107                                 enum isl_dim_type type)
 108 {
 109         return isl_basic_map_dim(bset, type);
 110 }
 111
 112 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 113 {
 114         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
 115 }
 116
 117 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 118 {
 119         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
 120 }
 121
 122 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
 123 {
 124         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
 125 }
 126
 127 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
 128 {
 129         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
 130 }
 131
 132 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
 133 {
 134         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
 135 }
 136
 137 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
 138 {
 139         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
 140 }
 141
 142 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
 143 {
 144         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
 145 }
 146
 147 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
 148 {
 149         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
 150 }
 151
 152 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
 153 {
 154         return bmap ? bmap->n_div : 0;
 155 }
 156
 157 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
 158 {
 159         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
 160 }
 161
 162 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
 163 {
 164         return map ? map->dim->n_in : 0;
 165 }
 166
 167 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
 168 {
 169         return map ? map->dim->n_out : 0;
 170 }
 171
 172 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
 173 {
 174         return map ? map->dim->nparam : 0;
 175 }
 176
 177 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
 178 {
 179         int m;
 180         if (!map || !set)
 181                 return -1;
 182         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 183         if (m < 0 || !m)
 184                 return m;
 185         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
 186 }
 187
 188 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
 189                 struct isl_basic_set *bset)
 190 {
 191         int m;
 192         if (!bmap || !bset)
 193                 return -1;
 194         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 195         if (m < 0 || !m)
 196                 return m;
 197         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
 198 }
 199
 200 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
 201 {
 202         int m;
 203         if (!map || !set)
 204                 return -1;
 205         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
 206         if (m < 0 || !m)
 207                 return m;
 208         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
 209 }
 210
 211 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
 212                 struct isl_basic_set *bset)
 213 {
 214         int m;
 215         if (!bmap || !bset)
 216                 return -1;
 217         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
 218         if (m < 0 || !m)
 219                 return m;
 220         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
 221 }
 222
 223 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 224 {
 225         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
 226 }
 227
 228 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 229 {
 230         return bset ? bset->ctx : NULL;
 231 }
 232
 233 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
 234 {
 235         return map ? map->ctx : NULL;
 236 }
 237
 238 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
 239 {
 240         return set ? set->ctx : NULL;
 241 }
 242
 243 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 244 {
 245         if (!bmap)
 246                 return NULL;
 247         return isl_space_copy(bmap->dim);
 248 }
 249
 250 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 251 {
 252         if (!bset)
 253                 return NULL;
 254         return isl_space_copy(bset->dim);
 255 }
 256
 257 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
 258         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
 259 {
 260         int i;
 261         isl_local_space *ls;
 262         unsigned total;
 263
 264         if (!bmap)
 265                 return NULL;
 266
 267         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
 268         ls = isl_local_space_alloc(isl_space_copy(bmap->dim), bmap->n_div);
 269         if (!ls)
 270                 return NULL;
 271
 272         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
 273                 isl_seq_cpy(ls->div->row[i], bmap->div[i], 2 + total);
 274
 275         return ls;
 276 }
 277
 278 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
 279         __isl_keep isl_basic_set *bset)
 280 {
 281         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
 282 }
 283
 284 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
 285         __isl_take isl_local_space *ls)
 286 {
 287         int i;
 288         int n_div;
 289         isl_basic_map *bmap;
 290
 291         if (!ls)
 292                 return NULL;
 293
 294         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
 295         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
 296                                         n_div, 0, 2 * n_div);
 297
 298         for (i = 0; i < n_div; ++i)
 299                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
 300                         goto error;
 301
 302         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
 303                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
 304                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
 305                         goto error;
 306         }
 307
 308         isl_local_space_free(ls);
 309         return bmap;
 310 error:
 311         isl_local_space_free(ls);
 312         isl_basic_map_free(bmap);
 313         return NULL;
 314 }
 315
 316 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
 317         __isl_take isl_local_space *ls)
 318 {
 319         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
 320 }
 321
 322 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
 323 {
 324         if (!map)
 325                 return NULL;
 326         return isl_space_copy(map->dim);
 327 }
 328
 329 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
 330 {
 331         if (!set)
 332                 return NULL;
 333         return isl_space_copy(set->dim);
 334 }
 335
 336 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
 337         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
 338 {
 339         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
 340         if (!bmap)
 341                 return NULL;
 342         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
 343         if (!bmap->dim)
 344                 goto error;
 345         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
 346         return bmap;
 347 error:
 348         isl_basic_map_free(bmap);
 349         return NULL;
 350 }
 351
 352 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
 353         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
 354 {
 355         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
 356 }
 357
 358 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 359         enum isl_dim_type type)
 360 {
 361         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
 362 }
 363
 364 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
 365         enum isl_dim_type type, const char *s)
 366 {
 367         int i;
 368
 369         map = isl_map_cow(map);
 370         if (!map)
 371                 return NULL;
 372
 373         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
 374         if (!map->dim)
 375                 goto error;
 376
 377         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 378                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
 379                 if (!map->p[i])
 380                         goto error;
 381         }
 382
 383         return map;
 384 error:
 385         isl_map_free(map);
 386         return NULL;
 387 }
 388
 389 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
 390         enum isl_dim_type type)
 391 {
 392         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
 393 }
 394
 395 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
 396         const char *s)
 397 {
 398         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
 399 }
 400
 401 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
 402         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
 403 {
 404         map = isl_map_cow(map);
 405         if (!map)
 406                 return isl_id_free(id);
 407
 408         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
 409
 410         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
 411 }
 412
 413 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
 414         __isl_take isl_id *id)
 415 {
 416         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
 417 }
 418
 419 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
 420         enum isl_dim_type type)
 421 {
 422         map = isl_map_cow(map);
 423         if (!map)
 424                 return NULL;
 425
 426         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
 427
 428         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
 429 }
 430
 431 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
 432 {
 433         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
 434 }
 435
 436 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
 437 {
 438         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
 439 }
 440
 441 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
 442         enum isl_dim_type type)
 443 {
 444         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
 445 }
 446
 447 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
 448 {
 449         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
 450 }
 451
 452 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
 453 {
 454         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
 455 }
 456
 457 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 458 {
 459         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
 460 }
 461
 462 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
 463 {
 464         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
 465 }
 466
 467 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 468         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 469 {
 470         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
 471 }
 472
 473 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
 474         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 475 {
 476         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
 477 }
 478
 479 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
 480         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 481 {
 482         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
 483 }
 484
 485 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
 486         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 487 {
 488         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
 489 }
 490
 491 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
 492         __isl_take isl_basic_map *bmap,
 493         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 494 {
 495         if (!bmap)
 496                 return NULL;
 497         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
 498         if (!bmap->dim)
 499                 goto error;
 500         return bmap;
 501 error:
 502         isl_basic_map_free(bmap);
 503         return NULL;
 504 }
 505
 506 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
 507         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 508 {
 509         int i;
 510
 511         if (!map)
 512                 return NULL;
 513
 514         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
 515         if (!map->dim)
 516                 goto error;
 517
 518         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
 519                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
 520                 if (!map->p[i])
 521                         goto error;
 522         }
 523
 524         return map;
 525 error:
 526         isl_map_free(map);
 527         return NULL;
 528 }
 529
 530 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
 531         __isl_take isl_basic_set *bset,
 532         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 533 {
 534         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
 535                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
 536 }
 537
 538 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
 539         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
 540 {
 541         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
 542 }
 543
 544 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
 545         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 546 {
 547         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
 548 }
 549
 550 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
 551         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 552 {
 553         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
 554 }
 555
 556 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
 557         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 558 {
 559         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
 560 }
 561
 562 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
 563         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 564 {
 565         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
 566 }
 567
 568 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
 569         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
 570 {
 571         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
 572 }
 573
 574 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
 575         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
 576 {
 577         map = isl_map_cow(map);
 578         if (!map)
 579                 return isl_id_free(id);
 580
 581         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
 582
 583         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
 584 }
 585
 586 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
 587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
 588 {
 589         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
 590 }
 591
 592 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
 593         __isl_keep isl_id *id)
 594 {
 595         if (!map)
 596                 return -1;
 597         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
 598 }
 599
 600 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
 601         __isl_keep isl_id *id)
 602 {
 603         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
 604 }
 605
 606 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
 607         const char *name)
 608 {
 609         if (!map)
 610                 return -1;
 611         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
 612 }
 613
 614 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
 615 {
 616         if (!bmap)
 617                 return -1;
 618         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
 619 }
 620
 621 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 622 {
 623         return isl_basic_map_is_rational(bset);
 624 }
 625
 626 /* Is this basic set a parameter domain?
 627  */
 628 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
 629 {
 630         if (!bset)
 631                 return -1;
 632         return isl_space_is_params(bset->dim);
 633 }
 634
 635 /* Is this set a parameter domain?
 636  */
 637 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
 638 {
 639         if (!set)
 640                 return -1;
 641         return isl_space_is_params(set->dim);
 642 }
 643
 644 /* Is this map actually a parameter domain?
 645  * Users should never call this function.  Outside of isl,
 646  * a map can never be a parameter domain.
 647  */
 648 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
 649 {
 650         if (!map)
 651                 return -1;
 652         return isl_space_is_params(map->dim);
 653 }
 654
 655 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
 656                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
 657                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 658 {
 659         int i;
 660         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
 661
 662         bmap->ctx = ctx;
 663         isl_ctx_ref(ctx);
 664
 665         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
 666         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
 667                 goto error;
 668
 669         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
 670         if (!bmap->ineq)
 671                 goto error;
 672
 673         if (extra == 0) {
 674                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
 675                 bmap->div = NULL;
 676         } else {
 677                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
 678                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
 679                         goto error;
 680
 681                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
 682                 if (!bmap->div)
 683                         goto error;
 684         }
 685
 686         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
 687                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
 688
 689         for (i = 0; i < extra; ++i)
 690                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
 691
 692         bmap->ref = 1;
 693         bmap->flags = 0;
 694         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
 695         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
 696         bmap->extra = extra;
 697         bmap->n_eq = 0;
 698         bmap->n_ineq = 0;
 699         bmap->n_div = 0;
 700         bmap->sample = NULL;
 701
 702         return bmap;
 703 error:
 704         isl_basic_map_free(bmap);
 705         return NULL;
 706 }
 707
 708 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 709                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
 710                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 711 {
 712         struct isl_basic_map *bmap;
 713         isl_space *space;
 714
 715         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
 716         if (!space)
 717                 return NULL;
 718
 719         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
 720         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 721 }
 722
 723 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
 724                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 725 {
 726         struct isl_basic_map *bmap;
 727         if (!dim)
 728                 return NULL;
 729         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
 730         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 731         return (struct isl_basic_set *)bmap;
 732 error:
 733         isl_space_free(dim);
 734         return NULL;
 735 }
 736
 737 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
 738                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 739 {
 740         struct isl_basic_map *bmap;
 741
 742         if (!dim)
 743                 return NULL;
 744         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
 745         if (!bmap)
 746                 goto error;
 747         bmap->dim = dim;
 748
 749         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
 750 error:
 751         isl_space_free(dim);
 752         return NULL;
 753 }
 754
 755 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
 756                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
 757                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
 758 {
 759         struct isl_basic_map *bmap;
 760         isl_space *dim;
 761
 762         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
 763         if (!dim)
 764                 return NULL;
 765
 766         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
 767         return bmap;
 768 }
 769
 770 static void dup_constraints(
 771                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
 772 {
 773         int i;
 774         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
 775
 776         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
 777                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
 778                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
 779         }
 780
 781         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
 782                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
 783                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
 784         }
 785
 786         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
 787                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
 788                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
 789         }
 790         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 791 }
 792
 793 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
 794 {
 795         struct isl_basic_map *dup;
 796
 797         if (!bmap)
 798                 return NULL;
 799         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
 800                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
 801         if (!dup)
 802                 return NULL;
 803         dup_constraints(dup, bmap);
 804         dup->flags = bmap->flags;
 805         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
 806         return dup;
 807 }
 808
 809 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
 810 {
 811         struct isl_basic_map *dup;
 812
 813         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
 814         return (struct isl_basic_set *)dup;
 815 }
 816
 817 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
 818 {
 819         if (!bset)
 820                 return NULL;
 821
 822         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 823                 bset->ref++;
 824                 return bset;
 825         }
 826         return isl_basic_set_dup(bset);
 827 }
 828
 829 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
 830 {
 831         if (!set)
 832                 return NULL;
 833
 834         set->ref++;
 835         return set;
 836 }
 837
 838 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
 839 {
 840         if (!bmap)
 841                 return NULL;
 842
 843         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
 844                 bmap->ref++;
 845                 return bmap;
 846         }
 847         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
 848         if (bmap)
 849                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
 850         return bmap;
 851 }
 852
 853 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
 854 {
 855         if (!map)
 856                 return NULL;
 857
 858         map->ref++;
 859         return map;
 860 }
 861
 862 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
 863 {
 864         if (!bmap)
 865                 return;
 866
 867         if (--bmap->ref > 0)
 868                 return;
 869
 870         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
 871         free(bmap->div);
 872         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
 873         free(bmap->ineq);
 874         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
 875         isl_vec_free(bmap->sample);
 876         isl_space_free(bmap->dim);
 877         free(bmap);
 878 }
 879
 880 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
 881 {
 882         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
 883 }
 884
 885 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 886 {
 887         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
 888 }
 889
 890 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
 891         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
 892         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
 893                                     __isl_take isl_map *map2))
 894 {
 895         if (!map1 || !map2)
 896                 goto error;
 897         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
 898                 return fn(map1, map2);
 899         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
 900             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
 901                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
 902                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
 903         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
 904         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
 905         return fn(map1, map2);
 906 error:
 907         isl_map_free(map1);
 908         isl_map_free(map2);
 909         return NULL;
 910 }
 911
 912 static int align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
 913         __isl_keep isl_map *map2,
 914         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
 915 {
 916         int r;
 917
 918         if (!map1 || !map2)
 919                 return -1;
 920         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
 921                 return fn(map1, map2);
 922         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
 923             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
 924                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
 925                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
 926         map1 = isl_map_copy(map1);
 927         map2 = isl_map_copy(map2);
 928         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
 929         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
 930         r = fn(map1, map2);
 931         isl_map_free(map1);
 932         isl_map_free(map2);
 933         return r;
 934 }
 935
 936 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
 937 {
 938         struct isl_ctx *ctx;
 939         if (!bmap)
 940                 return -1;
 941         ctx = bmap->ctx;
 942         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
 943         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
 944                         return -1);
 945         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
 946         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
 947         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
 948         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
 949         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
 950         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
 951                 isl_int *t;
 952                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
 953                 if (j < 0)
 954                         return -1;
 955                 t = bmap->ineq[j];
 956                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
 957                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
 958                 bmap->eq[-1] = t;
 959                 bmap->n_eq++;
 960                 bmap->n_ineq--;
 961                 bmap->eq--;
 962                 return 0;
 963         }
 964         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
 965                       bmap->extra - bmap->n_div);
 966         return bmap->n_eq++;
 967 }
 968
 969 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
 970 {
 971         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
 972 }
 973
 974 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
 975 {
 976         if (!bmap)
 977                 return -1;
 978         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
 979         bmap->n_eq -= n;
 980         return 0;
 981 }
 982
 983 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
 984 {
 985         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
 986 }
 987
 988 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
 989 {
 990         isl_int *t;
 991         if (!bmap)
 992                 return -1;
 993         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
 994
 995         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
 996                 t = bmap->eq[pos];
 997                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
 998                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
 999         }
1000         bmap->n_eq--;
1001         return 0;
1002 }
1003
1004 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1005 {
1006         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1007 }
1008
1009 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1010                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1011 {
1012         isl_int *t;
1013
1014         t = bmap->ineq[pos];
1015         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1016         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1017         bmap->eq[-1] = t;
1018         bmap->n_eq++;
1019         bmap->n_ineq--;
1020         bmap->eq--;
1021         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1022         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1023         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1024         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1025 }
1026
1027 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1028 {
1029         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1030 }
1031
1032 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1033 {
1034         struct isl_ctx *ctx;
1035         if (!bmap)
1036                 return -1;
1037         ctx = bmap->ctx;
1038         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1039         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1040         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1041         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1042         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1043         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1044                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1045                       bmap->extra - bmap->n_div);
1046         return bmap->n_ineq++;
1047 }
1048
1049 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1050 {
1051         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1052 }
1053
1054 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1055 {
1056         if (!bmap)
1057                 return -1;
1058         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1059         bmap->n_ineq -= n;
1060         return 0;
1061 }
1062
1063 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1064 {
1065         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1066 }
1067
1068 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1069 {
1070         isl_int *t;
1071         if (!bmap)
1072                 return -1;
1073         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1074
1075         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1076                 t = bmap->ineq[pos];
1077                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1078                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1079                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1080         }
1081         bmap->n_ineq--;
1082         return 0;
1083 }
1084
1085 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1086 {
1087         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1088 }
1089
1090 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1091         isl_int *eq)
1092 {
1093         int k;
1094
1095         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1096         if (!bmap)
1097                 return NULL;
1098         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1099         if (k < 0)
1100                 goto error;
1101         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1102         return bmap;
1103 error:
1104         isl_basic_map_free(bmap);
1105         return NULL;
1106 }
1107
1108 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1109         isl_int *eq)
1110 {
1111         return (isl_basic_set *)
1112                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1113 }
1114
1115 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1116         isl_int *ineq)
1117 {
1118         int k;
1119
1120         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1121         if (!bmap)
1122                 return NULL;
1123         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1124         if (k < 0)
1125                 goto error;
1126         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1127         return bmap;
1128 error:
1129         isl_basic_map_free(bmap);
1130         return NULL;
1131 }
1132
1133 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1134         isl_int *ineq)
1135 {
1136         return (isl_basic_set *)
1137                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1138 }
1139
1140 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1141 {
1142         if (!bmap)
1143                 return -1;
1144         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1145         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1146                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1147                       bmap->extra - bmap->n_div);
1148         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1149         return bmap->n_div++;
1150 }
1151
1152 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1153 {
1154         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1155 }
1156
1157 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1158 {
1159         if (!bmap)
1160                 return -1;
1161         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1162         bmap->n_div -= n;
1163         return 0;
1164 }
1165
1166 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1167 {
1168         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1169 }
1170
1171 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1172  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1173  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1174  * variables.
1175  */
1176 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1177                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1178                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1179 {
1180         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1181         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1182         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1183         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1184         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1185         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1186         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1187         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1188         if (dst_nparam > src_nparam)
1189                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1190                                 dst_nparam - src_nparam);
1191         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1192         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1193                     src+1+src_nparam,
1194                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1195         if (dst_in-in_off > src_in)
1196                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1197                                 dst_in - in_off - src_in);
1198         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1199         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1200                     src+1+src_nparam+src_in,
1201                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1202         if (dst_out-out_off > src_out)
1203                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1204                                 dst_out - out_off - src_out);
1205         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1206         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1207                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1208                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1209         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1210                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1211                                 div_off+src_map->n_div,
1212                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1213 }
1214
1215 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1216                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1217                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1218 {
1219         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1220         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1221 }
1222
1223 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1224                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1225 {
1226         int i;
1227         unsigned div_off;
1228
1229         if (!bmap1 || !bmap2)
1230                 goto error;
1231
1232         div_off = bmap1->n_div;
1233
1234         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1235                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1236                 if (i1 < 0)
1237                         goto error;
1238                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1239                                 i_pos, o_pos, div_off);
1240         }
1241
1242         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1243                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1244                 if (i1 < 0)
1245                         goto error;
1246                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1247                                 i_pos, o_pos, div_off);
1248         }
1249
1250         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1251                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1252                 if (i1 < 0)
1253                         goto error;
1254                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1255                          i_pos, o_pos, div_off);
1256         }
1257
1258         isl_basic_map_free(bmap2);
1259
1260         return bmap1;
1261
1262 error:
1263         isl_basic_map_free(bmap1);
1264         isl_basic_map_free(bmap2);
1265         return NULL;
1266 }
1267
1268 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1269                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1270 {
1271         return (struct isl_basic_set *)
1272                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1273                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1274 }
1275
1276 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1277                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1278                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1279 {
1280         struct isl_basic_map *ext;
1281         unsigned flags;
1282         int dims_ok;
1283
1284         if (!dim)
1285                 goto error;
1286
1287         if (!base)
1288                 goto error;
1289
1290         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1291                   base->extra >= base->n_div + extra;
1292
1293         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1294                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1295                 isl_space_free(dim);
1296                 return base;
1297         }
1298
1299         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1300         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1301         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1302         extra += base->extra;
1303         n_eq += base->n_eq;
1304         n_ineq += base->n_ineq;
1305
1306         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1307         dim = NULL;
1308         if (!ext)
1309                 goto error;
1310
1311         if (dims_ok)
1312                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1313         flags = base->flags;
1314         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1315         if (ext) {
1316                 ext->flags = flags;
1317                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1318         }
1319
1320         return ext;
1321
1322 error:
1323         isl_space_free(dim);
1324         isl_basic_map_free(base);
1325         return NULL;
1326 }
1327
1328 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1329                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1330                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1331 {
1332         return (struct isl_basic_set *)
1333                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1334                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1335 }
1336
1337 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1338                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1339 {
1340         if (!base)
1341                 return NULL;
1342         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1343                                         0, n_eq, n_ineq);
1344 }
1345
1346 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1347                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1348                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1349 {
1350         struct isl_basic_map *bmap;
1351         isl_space *dim;
1352
1353         if (!base)
1354                 return NULL;
1355         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1356         if (!dim)
1357                 goto error;
1358
1359         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1360         return bmap;
1361 error:
1362         isl_basic_map_free(base);
1363         return NULL;
1364 }
1365
1366 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1367                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1368                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1369 {
1370         return (struct isl_basic_set *)
1371                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1372                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1373 }
1374
1375 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1376                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1377 {
1378         return (struct isl_basic_set *)
1379                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1380                                                     n_eq, n_ineq);
1381 }
1382
1383 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1384 {
1385         return (struct isl_basic_set *)
1386                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1387 }
1388
1389 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1390 {
1391         if (!bmap)
1392                 return NULL;
1393
1394         if (bmap->ref > 1) {
1395                 bmap->ref--;
1396                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1397         }
1398         if (bmap)
1399                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1400         return bmap;
1401 }
1402
1403 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1404 {
1405         if (!set)
1406                 return NULL;
1407
1408         if (set->ref == 1)
1409                 return set;
1410         set->ref--;
1411         return isl_set_dup(set);
1412 }
1413
1414 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1415 {
1416         if (!map)
1417                 return NULL;
1418
1419         if (map->ref == 1)
1420                 return map;
1421         map->ref--;
1422         return isl_map_dup(map);
1423 }
1424
1425 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1426                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1427 {
1428         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1429         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1430         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1431 }
1432
1433 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1434         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1435 {
1436         int i;
1437         struct isl_blk blk;
1438
1439         if (!bmap)
1440                 goto error;
1441
1442         isl_assert(bmap->ctx,
1443                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1444
1445         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1446                 return bmap;
1447
1448         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1449         if (!bmap)
1450                 return NULL;
1451
1452         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1453         if (isl_blk_is_error(blk))
1454                 goto error;
1455
1456         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1457                 swap_vars(blk,
1458                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1459
1460         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1461                 swap_vars(blk,
1462                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1463
1464         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1465                 swap_vars(blk,
1466                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1467
1468         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1469
1470         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1471         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1472         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1473 error:
1474         isl_basic_map_free(bmap);
1475         return NULL;
1476 }
1477
1478 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1479         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1480 {
1481         unsigned dim;
1482         unsigned nparam;
1483
1484         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1485         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1486         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1487
1488         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1489 error:
1490         isl_basic_set_free(bset);
1491         return NULL;
1492 }
1493
1494 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1495 {
1496         int i = 0;
1497         unsigned total;
1498         if (!bmap)
1499                 goto error;
1500         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1501         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1502         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1503         if (bmap->n_eq > 0)
1504                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1505         else {
1506                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1507                 if (i < 0)
1508                         goto error;
1509         }
1510         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1511         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1512         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1513         isl_vec_free(bmap->sample);
1514         bmap->sample = NULL;
1515         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1516 error:
1517         isl_basic_map_free(bmap);
1518         return NULL;
1519 }
1520
1521 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1522 {
1523         return (struct isl_basic_set *)
1524                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1525 }
1526
1527 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1528 {
1529         int i;
1530         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1531         isl_int *t = bmap->div[a];
1532         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1533         bmap->div[b] = t;
1534
1535         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1536                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1537
1538         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1539                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1540
1541         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1542                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1543         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1544 }
1545
1546 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1547  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1548  * are not removed.
1549  */
1550 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1551         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1552 {
1553         int i;
1554
1555         if (!map)
1556                 return NULL;
1557         if (n == 0)
1558                 return map;
1559
1560         map = isl_map_cow(map);
1561         if (!map)
1562                 return NULL;
1563         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1564         first += pos(map->dim, type) - 1;
1565
1566         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1567                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i], 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 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2433  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2434  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2435  * added to the other map.
2436  */
2437 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2438         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2439 {
2440         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2441         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2442         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2443         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2444
2445         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2446                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2447
2448         isl_assert(map2->ctx,
2449                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2450
2451         map1 = isl_map_cow(map1);
2452         if (!map1)
2453                 goto error;
2454         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2455                 isl_map_free(map2);
2456                 return map1;
2457         }
2458         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2459         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2460                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2461         else
2462                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2463                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2464
2465         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2466         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2467         if (!map1->p[0])
2468                 goto error;
2469
2470         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2471                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2472                 map1->n = 0;
2473         }
2474
2475         isl_map_free(map2);
2476
2477         return map1;
2478 error:
2479         isl_map_free(map1);
2480         isl_map_free(map2);
2481         return NULL;
2482 }
2483
2484 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2485         __isl_take isl_map *map2)
2486 {
2487         unsigned flags = 0;
2488         struct isl_map *result;
2489         int i, j;
2490
2491         if (!map1 || !map2)
2492                 goto error;
2493
2494         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2495             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2496                 isl_map_free(map2);
2497                 return map1;
2498         }
2499         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2500             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2501                 isl_map_free(map1);
2502                 return map2;
2503         }
2504
2505         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2506             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2507             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2508             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2509              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2510                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2511         if (isl_map_is_params(map1) && !isl_map_is_params(map2))
2512                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2513         if (isl_space_dim(map1->dim, isl_dim_all) ==
2514                                 isl_space_dim(map1->dim, isl_dim_param) &&
2515             isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2516                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2517                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2518
2519         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2520                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2521                 isl_assert(map1->ctx,
2522                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2523
2524         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2525             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2526                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2527
2528         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2529                                 map1->n * map2->n, flags);
2530         if (!result)
2531                 goto error;
2532         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2533                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2534                         struct isl_basic_map *part;
2535                         part = isl_basic_map_intersect(
2536                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2537                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2538                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2539                                 isl_basic_map_free(part);
2540                         else
2541                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2542                         if (!result)
2543                                 goto error;
2544                 }
2545         isl_map_free(map1);
2546         isl_map_free(map2);
2547         return result;
2548 error:
2549         isl_map_free(map1);
2550         isl_map_free(map2);
2551         return NULL;
2552 }
2553
2554 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2555         __isl_take isl_map *map2)
2556 {
2557         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2558 }
2559
2560 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2561 {
2562         return (struct isl_set *)
2563                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2564                                   (struct isl_map *)set2);
2565 }
2566
2567 /* The current implementation of isl_map_intersect accepts intersections
2568  * with parameter domains, so we can just call that for now.
2569  */
2570 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2571                 __isl_take isl_set *params)
2572 {
2573         return isl_map_intersect(map, params);
2574 }
2575
2576 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2577         __isl_take isl_map *map2)
2578 {
2579         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2580 }
2581
2582 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2583                 __isl_take isl_set *params)
2584 {
2585         return isl_map_intersect_params(set, params);
2586 }
2587
2588 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2589 {
2590         isl_space *dim;
2591         struct isl_basic_set *bset;
2592         unsigned in;
2593
2594         if (!bmap)
2595                 return NULL;
2596         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2597         if (!bmap)
2598                 return NULL;
2599         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2600         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2601         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2602         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2603         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2604 }
2605
2606 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2607         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2608 {
2609         isl_space *space;
2610
2611         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2612                 return bmap;
2613
2614         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2615         space = isl_space_reset(space, type);
2616         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2617         return bmap;
2618 }
2619
2620 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2621                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2622 {
2623         isl_space *res_dim;
2624         struct isl_basic_map *res;
2625         struct isl_dim_map *dim_map;
2626         unsigned total, off;
2627         enum isl_dim_type t;
2628
2629         if (n == 0)
2630                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2631
2632         if (!bmap)
2633                 return NULL;
2634
2635         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
2636
2637         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2638         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2639         off = 0;
2640         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2641                 if (t != type) {
2642                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2643                 } else {
2644                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2645                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2646                                                 0, pos, off);
2647                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2648                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2649                 }
2650                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
2651         }
2652         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2653
2654         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
2655                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2656         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2657                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2658         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2659         return isl_basic_map_finalize(res);
2660 }
2661
2662 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2663                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2664 {
2665         if (!bmap)
2666                 return NULL;
2667         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2668                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2669 }
2670
2671 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2672                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2673 {
2674         if (!bset)
2675                 return NULL;
2676         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2677         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2678 error:
2679         isl_basic_set_free(bset);
2680         return NULL;
2681 }
2682
2683 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
2684         enum isl_dim_type type)
2685 {
2686         isl_space *space;
2687
2688         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
2689                 return map;
2690
2691         space = isl_map_get_space(map);
2692         space = isl_space_reset(space, type);
2693         map = isl_map_reset_space(map, space);
2694         return map;
2695 }
2696
2697 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
2698                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2699 {
2700         int i;
2701
2702         if (n == 0)
2703                 return map_space_reset(map, type);
2704
2705         map = isl_map_cow(map);
2706         if (!map)
2707                 return NULL;
2708
2709         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
2710         if (!map->dim)
2711                 goto error;
2712
2713         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2714                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2715                 if (!map->p[i])
2716                         goto error;
2717         }
2718
2719         return map;
2720 error:
2721         isl_map_free(map);
2722         return NULL;
2723 }
2724
2725 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
2726                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2727 {
2728         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
2729 }
2730
2731 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2732                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2733 {
2734         if (!map)
2735                 return NULL;
2736         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2737 }
2738
2739 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2740                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2741 {
2742         if (!set)
2743                 return NULL;
2744         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2745         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2746 error:
2747         isl_set_free(set);
2748         return NULL;
2749 }
2750
2751 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2752         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2753         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2754         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2755 {
2756         struct isl_dim_map *dim_map;
2757         struct isl_basic_map *res;
2758         enum isl_dim_type t;
2759         unsigned total, off;
2760
2761         if (!bmap)
2762                 return NULL;
2763         if (n == 0)
2764                 return bmap;
2765
2766         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2767                 goto error);
2768
2769         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2770                 return bmap;
2771
2772         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2773
2774         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2775             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2776                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2777                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2778                 if (!bmap)
2779                         return NULL;
2780
2781                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2782                                                 src_type, src_pos, n);
2783                 if (!bmap->dim)
2784                         goto error;
2785
2786                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2787
2788                 return bmap;
2789         }
2790
2791         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2792         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2793
2794         off = 0;
2795         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2796                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
2797                 if (t == dst_type) {
2798                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2799                                             0, dst_pos, off);
2800                         off += dst_pos;
2801                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2802                                             src_pos, n, off);
2803                         off += n;
2804                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2805                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2806                         off += size - dst_pos;
2807                 } else if (t == src_type) {
2808                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2809                                             0, src_pos, off);
2810                         off += src_pos;
2811                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2812                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2813                         off += size - src_pos - n;
2814                 } else {
2815                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2816                         off += size;
2817                 }
2818         }
2819         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2820
2821         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
2822                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2823         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2824
2825         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2826                                         src_type, src_pos, n);
2827         if (!bmap->dim)
2828                 goto error;
2829
2830         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2831         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2832         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2833
2834         return bmap;
2835 error:
2836         isl_basic_map_free(bmap);
2837         return NULL;
2838 }
2839
2840 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2841         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2842         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2843 {
2844         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2845                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2846 }
2847
2848 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2849         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2850         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2851 {
2852         if (!set)
2853                 return NULL;
2854         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2855         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2856                                         src_type, src_pos, n);
2857 error:
2858         isl_set_free(set);
2859         return NULL;
2860 }
2861
2862 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2863         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2864         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2865 {
2866         int i;
2867
2868         if (!map)
2869                 return NULL;
2870         if (n == 0)
2871                 return map;
2872
2873         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2874                 goto error);
2875
2876         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2877                 return map;
2878
2879         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2880
2881         map = isl_map_cow(map);
2882         if (!map)
2883                 return NULL;
2884
2885         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2886         if (!map->dim)
2887                 goto error;
2888
2889         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2890                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2891                                                 dst_type, dst_pos,
2892                                                 src_type, src_pos, n);
2893                 if (!map->p[i])
2894                         goto error;
2895         }
2896
2897         return map;
2898 error:
2899         isl_map_free(map);
2900         return NULL;
2901 }
2902
2903 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2904  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2905  * That's the responsibility of the caller.
2906  */
2907 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2908         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2909 {
2910         struct isl_dim_map *dim_map;
2911         struct isl_basic_map *res;
2912         enum isl_dim_type t;
2913         unsigned total, off;
2914
2915         if (!bmap)
2916                 return NULL;
2917         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
2918                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
2919                 return bmap;
2920
2921         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2922         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2923
2924         off = 0;
2925         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2926                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
2927                 if (t == type) {
2928                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2929                                             0, first, off);
2930                         off += first;
2931                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2932                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2933                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2934                                             first + n, size - (first + n), off);
2935                         off += size - (first + n);
2936                 } else {
2937                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2938                         off += size;
2939                 }
2940         }
2941         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2942
2943         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
2944                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2945         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2946         return res;
2947 }
2948
2949 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2950  * into existentially quantified variables.
2951  */
2952 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2953                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2954                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2955 {
2956         int i;
2957         size_t row_size;
2958         isl_int **new_div;
2959         isl_int *old;
2960
2961         if (n == 0)
2962                 return bmap;
2963
2964         if (!bmap)
2965                 return NULL;
2966
2967         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2968                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
2969
2970         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2971                         goto error);
2972
2973         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
2974         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2975         if (!bmap)
2976                 return NULL;
2977
2978         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
2979         old = bmap->block2.data;
2980         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
2981                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
2982         if (!bmap->block2.data)
2983                 goto error;
2984         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
2985         if (!new_div)
2986                 goto error;
2987         for (i = 0; i < n; ++i) {
2988                 new_div[i] = bmap->block2.data +
2989                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
2990                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
2991         }
2992         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
2993                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
2994         free(bmap->div);
2995         bmap->div = new_div;
2996         bmap->n_div += n;
2997         bmap->extra += n;
2998
2999         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3000         if (!bmap->dim)
3001                 goto error;
3002         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3003         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3004         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3005 error:
3006         isl_basic_map_free(bmap);
3007         return NULL;
3008 }
3009
3010 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3011  * into existentially quantified variables.
3012  */
3013 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3014                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3015 {
3016         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3017                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3018 }
3019
3020 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3021  * into existentially quantified variables.
3022  */
3023 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3024                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3025 {
3026         int i;
3027
3028         if (!map)
3029                 return NULL;
3030
3031         if (n == 0)
3032                 return map;
3033
3034         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3035
3036         map = isl_map_cow(map);
3037         if (!map)
3038                 return NULL;
3039
3040         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3041         if (!map->dim)
3042                 goto error;
3043
3044         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3045                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3046                 if (!map->p[i])
3047                         goto error;
3048         }
3049
3050         return map;
3051 error:
3052         isl_map_free(map);
3053         return NULL;
3054 }
3055
3056 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3057  * into existentially quantified variables.
3058  */
3059 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3060                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3061 {
3062         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3063 }
3064
3065 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3066 {
3067         int i, j;
3068
3069         for (i = 0; i < n; ++i) {
3070                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3071                 if (j < 0)
3072                         goto error;
3073                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3074         }
3075         return bmap;
3076 error:
3077         isl_basic_map_free(bmap);
3078         return NULL;
3079 }
3080
3081 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3082                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3083 {
3084         isl_space *dim_result = NULL;
3085         struct isl_basic_map *bmap;
3086         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3087         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3088
3089         if (!bmap1 || !bmap2)
3090                 goto error;
3091
3092         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3093                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3094
3095         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3096         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3097         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3098         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3099
3100         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3101         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3102         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3103         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3104         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3105         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3106         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3107         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3108         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3109         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3110         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3111
3112         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3113                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3114                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3115                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3116         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3117         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3118         bmap = add_divs(bmap, n);
3119         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3120         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3121         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3122 error:
3123         isl_basic_map_free(bmap1);
3124         isl_basic_map_free(bmap2);
3125         return NULL;
3126 }
3127
3128 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3129                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3130 {
3131         if (!bset || !bmap)
3132                 goto error;
3133
3134         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3135                     goto error);
3136
3137         return (struct isl_basic_set *)
3138                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3139 error:
3140         isl_basic_set_free(bset);
3141         isl_basic_map_free(bmap);
3142         return NULL;
3143 }
3144
3145 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3146                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3147 {
3148         if (!bmap1 || !bmap2)
3149                 goto error;
3150
3151         isl_assert(bmap1->ctx,
3152             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3153         isl_assert(bmap1->ctx,
3154             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3155             goto error);
3156
3157         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3158         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3159         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3160 error:
3161         isl_basic_map_free(bmap1);
3162         isl_basic_map_free(bmap2);
3163         return NULL;
3164 }
3165
3166 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3167  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3168  */
3169 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3170                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3171 {
3172         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3173         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3174         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3175         int i;
3176
3177         if (!bmap1 || !bmap2)
3178                 goto error;
3179
3180         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3181                 goto error);
3182
3183         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3184         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3185         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3186
3187         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3188         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3189         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3190         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3191         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3192         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3193         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3194         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3195         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3196         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3197         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3198
3199         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3200                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3201                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3202                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3203         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3204                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3205                 if (j < 0)
3206                         goto error;
3207                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3208                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3209                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3210                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3211         }
3212         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3213         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3214         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3215
3216         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3217         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3218 error:
3219         isl_basic_map_free(bmap);
3220         isl_basic_map_free(bmap1);
3221         isl_basic_map_free(bmap2);
3222         return NULL;
3223 }
3224
3225 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3226  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3227  */
3228 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3229 {
3230         struct isl_map *result;
3231         int i, j;
3232
3233         if (!map1 || !map2)
3234                 goto error;
3235
3236         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3237
3238         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3239                                 map1->n * map2->n, 0);
3240         if (!result)
3241                 goto error;
3242         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3243                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3244                         struct isl_basic_map *part;
3245                         part = isl_basic_map_sum(
3246                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3247                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3248                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3249                                 isl_basic_map_free(part);
3250                         else
3251                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3252                         if (!result)
3253                                 goto error;
3254                 }
3255         isl_map_free(map1);
3256         isl_map_free(map2);
3257         return result;
3258 error:
3259         isl_map_free(map1);
3260         isl_map_free(map2);
3261         return NULL;
3262 }
3263
3264 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3265         __isl_take isl_set *set2)
3266 {
3267         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3268 }
3269
3270 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3271  */
3272 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3273 {
3274         int i, j;
3275         unsigned off, n;
3276
3277         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3278         if (!bmap)
3279                 return NULL;
3280
3281         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3282         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3283         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3284                 for (j = 0; j < n; ++j)
3285                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3286         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3287                 for (j = 0; j < n; ++j)
3288                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3289         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3290                 for (j = 0; j < n; ++j)
3291                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3292         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3293         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3294 }
3295
3296 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3297 {
3298         return isl_basic_map_neg(bset);
3299 }
3300
3301 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3302  */
3303 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3304 {
3305         int i;
3306
3307         map = isl_map_cow(map);
3308         if (!map)
3309                 return NULL;
3310
3311         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3312                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3313                 if (!map->p[i])
3314                         goto error;
3315         }
3316
3317         return map;
3318 error:
3319         isl_map_free(map);
3320         return NULL;
3321 }
3322
3323 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3324 {
3325         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3326 }
3327
3328 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3329  * A -> floor(f(A)/d).
3330  */
3331 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3332                 isl_int d)
3333 {
3334         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3335         struct isl_basic_map *result = NULL;
3336         struct isl_dim_map *dim_map;
3337         int i;
3338
3339         if (!bmap)
3340                 return NULL;
3341
3342         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3343         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3344         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3345
3346         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3347         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3348         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3349         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3350         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3351         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3352
3353         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3354                         bmap->n_div + n_out,
3355                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3356         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3357         result = add_divs(result, n_out);
3358         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3359                 int j;
3360                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3361                 if (j < 0)
3362                         goto error;
3363                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3364                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3365                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3366                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3367                 if (j < 0)
3368                         goto error;
3369                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3370                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3371                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3372                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3373         }
3374
3375         result = isl_basic_map_simplify(result);
3376         return isl_basic_map_finalize(result);
3377 error:
3378         isl_basic_map_free(result);
3379         return NULL;
3380 }
3381
3382 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3383  * A -> floor(f(A)/d).
3384  */
3385 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3386 {
3387         int i;
3388
3389         map = isl_map_cow(map);
3390         if (!map)
3391                 return NULL;
3392
3393         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3394         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3395         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3396                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3397                 if (!map->p[i])
3398                         goto error;
3399         }
3400
3401         return map;
3402 error:
3403         isl_map_free(map);
3404         return NULL;
3405 }
3406
3407 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3408 {
3409         int i;
3410         unsigned nparam;
3411         unsigned n_in;
3412
3413         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3414         if (i < 0)
3415                 goto error;
3416         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3417         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3418         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3419         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3420         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3421         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3422 error:
3423         isl_basic_map_free(bmap);
3424         return NULL;
3425 }
3426
3427 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3428  */
3429 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3430 {
3431         int i;
3432         unsigned nparam;
3433         unsigned n_in;
3434
3435         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3436         if (i < 0)
3437                 goto error;
3438         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3439         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3440         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3441         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3442         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3443         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3444         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3445 error:
3446         isl_basic_map_free(bmap);
3447         return NULL;
3448 }
3449
3450 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3451  */
3452 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3453         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3454 {
3455         int i;
3456         unsigned nparam;
3457         unsigned n_in;
3458
3459         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3460         if (i < 0)
3461                 goto error;
3462         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3463         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3464         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3465         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3466         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3467         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3468 error:
3469         isl_basic_map_free(bmap);
3470         return NULL;
3471 }
3472
3473 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3474  */
3475 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3476 {
3477         int i;
3478         unsigned nparam;
3479         unsigned n_in;
3480
3481         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3482         if (i < 0)
3483                 goto error;
3484         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3485         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3486         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3487         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3488         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3489         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3490         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3491 error:
3492         isl_basic_map_free(bmap);
3493         return NULL;
3494 }
3495
3496 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3497  */
3498 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3499         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3500 {
3501         int i;
3502         unsigned nparam;
3503         unsigned n_in;
3504
3505         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3506         if (i < 0)
3507                 goto error;
3508         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3509         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3510         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3511         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3512         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3513         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3514 error:
3515         isl_basic_map_free(bmap);
3516         return NULL;
3517 }
3518
3519 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3520         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3521 {
3522         int i;
3523         struct isl_basic_map *bmap;
3524         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3525         if (!bmap)
3526                 return NULL;
3527         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3528                 bmap = var_equal(bmap, i);
3529         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3530 }
3531
3532 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3533  */
3534 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3535         unsigned pos)
3536 {
3537         int i;
3538         struct isl_basic_map *bmap;
3539         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3540         if (!bmap)
3541                 return NULL;
3542         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3543                 bmap = var_equal(bmap, i);
3544         if (bmap)
3545                 bmap = var_less(bmap, pos);
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_or_equal_at(
3552         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3553 {
3554         int i;
3555         isl_basic_map *bmap;
3556
3557         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3558         for (i = 0; i < pos; ++i)
3559                 bmap = var_equal(bmap, i);
3560         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3561         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3562 }
3563
3564 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3565  */
3566 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3567         unsigned pos)
3568 {
3569         int i;
3570         struct isl_basic_map *bmap;
3571         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3572         if (!bmap)
3573                 return NULL;
3574         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3575                 bmap = var_equal(bmap, i);
3576         if (bmap)
3577                 bmap = var_more(bmap, pos);
3578         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3579 }
3580
3581 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3582  */
3583 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3584         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3585 {
3586         int i;
3587         isl_basic_map *bmap;
3588
3589         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3590         for (i = 0; i < pos; ++i)
3591                 bmap = var_equal(bmap, i);
3592         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3593         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3594 }
3595
3596 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3597         unsigned n, int equal)
3598 {
3599         struct isl_map *map;
3600         int i;
3601
3602         if (n == 0 && equal)
3603                 return isl_map_universe(dims);
3604
3605         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3606
3607         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3608                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3609                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
3610         if (n > 0) {
3611                 if (equal)
3612                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3613                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3614                 else
3615                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3616                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3617         } else
3618                 isl_space_free(dims);
3619
3620         return map;
3621 }
3622
3623 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3624 {
3625         if (!dims)
3626                 return NULL;
3627         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3628 }
3629
3630 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3631 {
3632         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3633 }
3634
3635 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3636 {
3637         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3638 }
3639
3640 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
3641 {
3642         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3643 }
3644
3645 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
3646 {
3647         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3648 }
3649
3650 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
3651         unsigned n, int equal)
3652 {
3653         struct isl_map *map;
3654         int i;
3655
3656         if (n == 0 && equal)
3657                 return isl_map_universe(dims);
3658
3659         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3660
3661         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3662                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3663                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
3664         if (n > 0) {
3665                 if (equal)
3666                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3667                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3668                 else
3669                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3670                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3671         } else
3672                 isl_space_free(dims);
3673
3674         return map;
3675 }
3676
3677 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3678 {
3679         if (!dims)
3680                 return NULL;
3681         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3682 }
3683
3684 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3685 {
3686         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3687 }
3688
3689 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3690 {
3691         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3692 }
3693
3694 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
3695 {
3696         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3697 }
3698
3699 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
3700 {
3701         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3702 }
3703
3704 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3705         __isl_take isl_set *set2)
3706 {
3707         isl_map *map;
3708         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
3709         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3710         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3711         return map;
3712 }
3713
3714 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3715         __isl_take isl_set *set2)
3716 {
3717         isl_map *map;
3718         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
3719         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3720         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3721         return map;
3722 }
3723
3724 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3725         __isl_take isl_set *set2)
3726 {
3727         isl_map *map;
3728         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
3729         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3730         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3731         return map;
3732 }
3733
3734 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3735         __isl_take isl_set *set2)
3736 {
3737         isl_map *map;
3738         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
3739         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3740         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3741         return map;
3742 }
3743
3744 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3745         __isl_take isl_map *map2)
3746 {
3747         isl_map *map;
3748         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3749         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3750         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3751         return map;
3752 }
3753
3754 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3755         __isl_take isl_map *map2)
3756 {
3757         isl_map *map;
3758         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3759         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3760         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3761         return map;
3762 }
3763
3764 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3765         __isl_take isl_map *map2)
3766 {
3767         isl_map *map;
3768         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3769         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3770         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3771         return map;
3772 }
3773
3774 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3775         __isl_take isl_map *map2)
3776 {
3777         isl_map *map;
3778         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3779         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3780         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3781         return map;
3782 }
3783
3784 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3785         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
3786 {
3787         struct isl_basic_map *bmap;
3788
3789         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3790         if (!bset || !dim)
3791                 goto error;
3792
3793         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3794         isl_space_free(bset->dim);
3795         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3796         bmap->dim = dim;
3797         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3798 error:
3799         isl_basic_set_free(bset);
3800         isl_space_free(dim);
3801         return NULL;
3802 }
3803
3804 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3805 {
3806         if (!bmap)
3807                 goto error;
3808         if (bmap->dim->n_in == 0)
3809                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3810         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3811         if (!bmap)
3812                 goto error;
3813         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
3814         if (!bmap->dim)
3815                 goto error;
3816         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3817         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3818 error:
3819         isl_basic_map_free(bmap);
3820         return NULL;
3821 }
3822
3823 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3824  *
3825  *              f - m d >= 0
3826  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3827  *
3828  * Note that the second constraint is the negation of
3829  *
3830  *              f - m d >= n
3831  */
3832 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3833         unsigned pos, isl_int *div)
3834 {
3835         int i, j;
3836         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3837
3838         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3839         if (i < 0)
3840                 return -1;
3841         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3842         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3843
3844         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3845         if (j < 0)
3846                 return -1;
3847         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3848         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3849         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3850         return j;
3851 }
3852
3853 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3854         unsigned pos, isl_int *div)
3855 {
3856         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3857                                                         pos, div);
3858 }
3859
3860 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3861 {
3862         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3863         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3864
3865         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3866                                                         bmap->div[div]);
3867 }
3868
3869 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3870                 struct isl_basic_map *bmap)
3871 {
3872         if (!bmap)
3873                 goto error;
3874         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3875             bmap->n_div == 0 &&
3876             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3877             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3878                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3879         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3880         if (!bmap)
3881                 goto error;
3882         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3883         if (!bmap->dim)
3884                 goto error;
3885         bmap->extra -= bmap->n_div;
3886         bmap->n_div = 0;
3887         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3888         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3889 error:
3890         return NULL;
3891 }
3892
3893 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3894                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3895 {
3896         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3897 }
3898
3899 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3900         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3901 {
3902         struct isl_basic_map *bmap;
3903         struct isl_ctx *ctx;
3904         unsigned total;
3905         int i;
3906
3907         if (!bset || !like)
3908                 goto error;
3909         ctx = bset->ctx;
3910         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3911         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3912         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3913                         goto error);
3914         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3915                 isl_basic_map_free(like);
3916                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3917         }
3918         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3919         if (!bset)
3920                 goto error;
3921         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3922         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3923         isl_space_free(bmap->dim);
3924         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
3925         if (!bmap->dim)
3926                 goto error;
3927         bmap->n_div = like->n_div;
3928         bmap->extra += like->n_div;
3929         if (bmap->extra) {
3930                 unsigned ltotal;
3931                 isl_int **div;
3932                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3933                 if (ltotal > total)
3934                         ltotal = total;
3935                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3936                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3937                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3938                         goto error;
3939                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3940                 if (!div)
3941                         goto error;
3942                 bmap->div = div;
3943                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3944                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3945                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3946                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3947                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3948                 }
3949                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap,
3950                                                         0, 2 * like->n_div);
3951                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3952                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3953                                 continue;
3954                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3955                                 goto error;
3956                 }
3957         }
3958         isl_basic_map_free(like);
3959         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3960         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3961         return bmap;
3962 error:
3963         isl_basic_map_free(like);
3964         isl_basic_set_free(bset);
3965         return NULL;
3966 }
3967
3968 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3969         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
3970 {
3971         return (struct isl_basic_set *)
3972                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
3973 }
3974
3975 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
3976         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
3977 {
3978         int i;
3979
3980         if (!set || !like)
3981                 goto error;
3982         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
3983                     goto error);
3984         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3985                 isl_basic_set_free(like);
3986                 return set;
3987         }
3988         set = isl_set_cow(set);
3989         if (!set)
3990                 goto error;
3991         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
3992                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
3993                                                       isl_basic_set_copy(like));
3994                 if (!set->p[i])
3995                         goto error;
3996         }
3997         isl_space_free(set->dim);
3998         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
3999         if (!set->dim)
4000                 goto error;
4001         isl_basic_set_free(like);
4002         return set;
4003 error:
4004         isl_basic_set_free(like);
4005         isl_set_free(set);
4006         return NULL;
4007 }
4008
4009 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4010 {
4011         int i;
4012
4013         map = isl_map_cow(map);
4014         if (!map)
4015                 return NULL;
4016         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4017         if (!map->dim)
4018                 goto error;
4019
4020         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4021                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4022                                 goto error);
4023         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4024                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4025                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4026                 if (!map->p[i])
4027                         goto error;
4028         }
4029         if (map->n == 0)
4030                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4031         else {
4032                 isl_space_free(map->dim);
4033                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4034         }
4035         if (!map->dim)
4036                 goto error;
4037         return (struct isl_set *)map;
4038 error:
4039         isl_map_free(map);
4040         return NULL;
4041 }
4042
4043 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4044 {
4045         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4046 }
4047
4048 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4049         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4050 {
4051         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4052         if (!bmap || !dim)
4053                 goto error;
4054
4055         isl_space_free(bmap->dim);
4056         bmap->dim = dim;
4057
4058         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4059
4060         return bmap;
4061 error:
4062         isl_basic_map_free(bmap);
4063         isl_space_free(dim);
4064         return NULL;
4065 }
4066
4067 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4068         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4069 {
4070         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4071                                                         dim);
4072 }
4073
4074 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4075         __isl_take isl_space *dim)
4076 {
4077         int i;
4078
4079         map = isl_map_cow(map);
4080         if (!map || !dim)
4081                 goto error;
4082
4083         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4084                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4085                                                     isl_space_copy(dim));
4086                 if (!map->p[i])
4087                         goto error;
4088         }
4089         isl_space_free(map->dim);
4090         map->dim = dim;
4091
4092         return map;
4093 error:
4094         isl_map_free(map);
4095         isl_space_free(dim);
4096         return NULL;
4097 }
4098
4099 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4100         __isl_take isl_space *dim)
4101 {
4102         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4103 }
4104
4105 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4106  */
4107 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4108 {
4109         isl_space *space;
4110         unsigned n;
4111
4112         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4113                 return bset;
4114
4115         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4116         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4117         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4118         space = isl_space_params(space);
4119         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4120         return bset;
4121 }
4122
4123 /* Compute the parameter domain of the given set.
4124  */
4125 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4126 {
4127         isl_space *space;
4128         unsigned n;
4129
4130         if (isl_set_is_params(set))
4131                 return set;
4132
4133         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4134         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4135         space = isl_set_get_space(set);
4136         space = isl_space_params(space);
4137         set = isl_set_reset_space(set, space);
4138         return set;
4139 }
4140
4141 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4142  */
4143 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4144 {
4145         isl_space *space;
4146         space = isl_set_get_space(set);
4147         space = isl_space_set_from_params(space);
4148         set = isl_set_reset_space(set, space);
4149         return set;
4150 }
4151
4152 /* Compute the parameter domain of the given map.
4153  */
4154 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4155 {
4156         isl_space *space;
4157         unsigned n;
4158
4159         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4160         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4161         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4162         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4163         space = isl_map_get_space(map);
4164         space = isl_space_params(space);
4165         map = isl_map_reset_space(map, space);
4166         return map;
4167 }
4168
4169 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4170 {
4171         isl_space *dim;
4172         struct isl_basic_set *domain;
4173         unsigned n_in;
4174         unsigned n_out;
4175
4176         if (!bmap)
4177                 return NULL;
4178         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4179
4180         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4181         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4182         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4183         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4184
4185         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4186
4187         return domain;
4188 }
4189
4190 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4191 {
4192         if (!bmap)
4193                 return -1;
4194         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4195 }
4196
4197 /* Is this basic map actually a set?
4198  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4199  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4200  */
4201 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4202 {
4203         if (!bmap)
4204                 return -1;
4205         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4206 }
4207
4208 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4209 {
4210         if (!bmap)
4211                 return NULL;
4212         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4213                 return bmap;
4214         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4215 }
4216
4217 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4218         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4219 {
4220         int i, k;
4221         isl_space *dim;
4222         isl_basic_map *domain;
4223         int nparam, n_in, n_out;
4224         unsigned total;
4225
4226         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4227         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4228         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4229
4230         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4231         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4232
4233         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4234         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4235         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4236
4237         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4238
4239         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4240                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4241                 if (k < 0)
4242                         goto error;
4243                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4244                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4245                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4246         }
4247
4248         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4249         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4250 error:
4251         isl_basic_map_free(bmap);
4252         return NULL;
4253 }
4254
4255 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4256         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4257 {
4258         int i, k;
4259         isl_space *dim;
4260         isl_basic_map *range;
4261         int nparam, n_in, n_out;
4262         unsigned total;
4263
4264         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4265         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4266         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4267
4268         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4269         range = isl_basic_map_universe(dim);
4270
4271         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4272         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4273         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4274
4275         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4276
4277         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4278                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4279                 if (k < 0)
4280                         goto error;
4281                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4282                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4283                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4284         }
4285
4286         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4287         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4288 error:
4289         isl_basic_map_free(bmap);
4290         return NULL;
4291 }
4292
4293 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4294 {
4295         if (!map)
4296                 return -1;
4297         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4298 }
4299
4300 /* Is this map actually a set?
4301  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4302  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4303  */
4304 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4305 {
4306         if (!map)
4307                 return -1;
4308         return isl_space_is_set(map->dim);
4309 }
4310
4311 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4312 {
4313         int i;
4314         struct isl_set *set;
4315
4316         if (!map)
4317                 goto error;
4318         if (isl_map_is_set(map))
4319                 return (isl_set *)map;
4320
4321         map = isl_map_cow(map);
4322         if (!map)
4323                 goto error;
4324
4325         set = (struct isl_set *) map;
4326         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4327         if (!set->dim)
4328                 goto error;
4329         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4330                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4331                 if (!set->p[i])
4332                         goto error;
4333         }
4334         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4335         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4336         return set;
4337 error:
4338         isl_map_free(map);
4339         return NULL;
4340 }
4341
4342 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4343 {
4344         int i;
4345         isl_space *domain_dim;
4346
4347         map = isl_map_cow(map);
4348         if (!map)
4349                 return NULL;
4350
4351         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4352         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4353         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4354         if (!map->dim)
4355                 goto error;
4356         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4357                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4358                 if (!map->p[i])
4359                         goto error;
4360         }
4361         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4362         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4363         return map;
4364 error:
4365         isl_map_free(map);
4366         return NULL;
4367 }
4368
4369 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4370 {
4371         int i;
4372         isl_space *range_dim;
4373
4374         map = isl_map_cow(map);
4375         if (!map)
4376                 return NULL;
4377
4378         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4379         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4380         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4381         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4382         if (!map->dim)
4383                 goto error;
4384         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4385                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4386                 if (!map->p[i])
4387                         goto error;
4388         }
4389         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4390         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4391         return map;
4392 error:
4393         isl_map_free(map);
4394         return NULL;
4395 }
4396
4397 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4398         __isl_take isl_space *dim)
4399 {
4400         int i;
4401         struct isl_map *map = NULL;
4402
4403         set = isl_set_cow(set);
4404         if (!set || !dim)
4405                 goto error;
4406         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4407         map = (struct isl_map *)set;
4408         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4409                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4410                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4411                 if (!map->p[i])
4412                         goto error;
4413         }
4414         isl_space_free(map->dim);
4415         map->dim = dim;
4416         return map;
4417 error:
4418         isl_space_free(dim);
4419         isl_set_free(set);
4420         return NULL;
4421 }
4422
4423 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4424         __isl_take isl_basic_set *bset)
4425 {
4426         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4427 }
4428
4429 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4430         __isl_take isl_basic_set *bset)
4431 {
4432         isl_space *space;
4433         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4434         space = isl_space_from_range(space);
4435         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4436         return (isl_basic_map *)bset;
4437 }
4438
4439 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4440 {
4441         isl_space *space;
4442         space = isl_set_get_space(set);
4443         space = isl_space_from_range(space);
4444         set = isl_set_reset_space(set, space);
4445         return (struct isl_map *)set;
4446 }
4447
4448 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4449 {
4450         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4451 }
4452
4453 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4454         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4455 {
4456         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4457 }
4458
4459 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4460         __isl_take isl_set *range)
4461 {
4462         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4463 }
4464
4465 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4466 {
4467         int i;
4468         struct isl_set *set = NULL;
4469
4470         if (!map)
4471                 return NULL;
4472         map = isl_map_cow(map);
4473         if (!map)
4474                 return NULL;
4475         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4476         if (!map->dim)
4477                 goto error;
4478         set = (struct isl_set *)map;
4479         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4480                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4481                 if (!set->p[i])
4482                         goto error;
4483         }
4484         return set;
4485 error:
4486         isl_map_free(map);
4487         return NULL;
4488 }
4489
4490 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4491         unsigned flags)
4492 {
4493         struct isl_map *map;
4494
4495         if (!dim)
4496                 return NULL;
4497         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4498         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4499                         sizeof(struct isl_map) +
4500                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4501         if (!map)
4502                 goto error;
4503
4504         map->ctx = dim->ctx;
4505         isl_ctx_ref(map->ctx);
4506         map->ref = 1;
4507         map->size = n;
4508         map->n = 0;
4509         map->dim = dim;
4510         map->flags = flags;
4511         return map;
4512 error:
4513         isl_space_free(dim);
4514         return NULL;
4515 }
4516
4517 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4518                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4519                 unsigned flags)
4520 {
4521         struct isl_map *map;
4522         isl_space *dims;
4523
4524         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4525         if (!dims)
4526                 return NULL;
4527
4528         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4529         return map;
4530 }
4531
4532 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4533 {
4534         struct isl_basic_map *bmap;
4535         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4536         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4537         return bmap;
4538 }
4539
4540 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4541 {
4542         struct isl_basic_set *bset;
4543         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4544         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4545         return bset;
4546 }
4547
4548 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4549 {
4550         struct isl_basic_map *bmap;
4551         if (!model)
4552                 return NULL;
4553         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4554         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4555         return bmap;
4556 }
4557
4558 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4559 {
4560         struct isl_basic_map *bmap;
4561         if (!model)
4562                 return NULL;
4563         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4564         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4565         return bmap;
4566 }
4567
4568 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4569 {
4570         struct isl_basic_set *bset;
4571         if (!model)
4572                 return NULL;
4573         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4574         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4575         return bset;
4576 }
4577
4578 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4579 {
4580         struct isl_basic_map *bmap;
4581         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4582         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4583         return bmap;
4584 }
4585
4586 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4587 {
4588         struct isl_basic_set *bset;
4589         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4590         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4591         return bset;
4592 }
4593
4594 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4595 {
4596         int i;
4597         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4598         isl_basic_map *bmap;
4599
4600         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4601         for (i = 0; i < total; ++i) {
4602                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4603                 if (k < 0)
4604                         goto error;
4605                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4606                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4607         }
4608         return bmap;
4609 error:
4610         isl_basic_map_free(bmap);
4611         return NULL;
4612 }
4613
4614 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4615 {
4616         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4617 }
4618
4619 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4620 {
4621         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4622 }
4623
4624 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4625 {
4626         return isl_map_nat_universe(dim);
4627 }
4628
4629 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4630                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4631 {
4632         if (!model)
4633                 return NULL;
4634         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4635 }
4636
4637 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4638 {
4639         if (!model)
4640                 return NULL;
4641         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4642 }
4643
4644 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4645         __isl_keep isl_set *model)
4646 {
4647         if (!model)
4648                 return NULL;
4649         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4650 }
4651
4652 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4653 {
4654         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4655 }
4656
4657 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4658 {
4659         if (!model)
4660                 return NULL;
4661         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4662 }
4663
4664 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4665 {
4666         if (!model)
4667                 return NULL;
4668         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4669 }
4670
4671 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4672 {
4673         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4674 }
4675
4676 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4677 {
4678         if (!model)
4679                 return NULL;
4680         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4681 }
4682
4683 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4684 {
4685         struct isl_map *map;
4686         if (!dim)
4687                 return NULL;
4688         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4689         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4690         return map;
4691 }
4692
4693 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4694 {
4695         struct isl_set *set;
4696         if (!dim)
4697                 return NULL;
4698         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4699         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4700         return set;
4701 }
4702
4703 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4704 {
4705         if (!model)
4706                 return NULL;
4707         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
4708 }
4709
4710 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4711 {
4712         int i;
4713         struct isl_map *dup;
4714
4715         if (!map)
4716                 return NULL;
4717         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4718         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4719                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4720         return dup;
4721 }
4722
4723 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4724                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4725 {
4726         if (!bmap || !map)
4727                 goto error;
4728         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4729                 isl_basic_map_free(bmap);
4730                 return map;
4731         }
4732         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4733         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4734         map->p[map->n] = bmap;
4735         map->n++;
4736         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4737         return map;
4738 error:
4739         if (map)
4740                 isl_map_free(map);
4741         if (bmap)
4742                 isl_basic_map_free(bmap);
4743         return NULL;
4744 }
4745
4746 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4747 {
4748         int i;
4749
4750         if (!map)
4751                 return;
4752
4753         if (--map->ref > 0)
4754                 return;
4755
4756         isl_ctx_deref(map->ctx);
4757         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4758                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4759         isl_space_free(map->dim);
4760         free(map);
4761 }
4762
4763 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4764                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4765 {
4766         int i;
4767
4768         base = isl_map_cow(base);
4769         if (!base)
4770                 return NULL;
4771
4772         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4773         if (!base->dim)
4774                 goto error;
4775         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4776                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
4777                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4778                 if (!base->p[i])
4779                         goto error;
4780         }
4781         return base;
4782 error:
4783         isl_map_free(base);
4784         return NULL;
4785 }
4786
4787 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4788                 unsigned nparam, unsigned dim)
4789 {
4790         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4791                                                         nparam, 0, dim);
4792 }
4793
4794 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4795         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4796 {
4797         int j;
4798
4799         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4800         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4801         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4802         if (j < 0)
4803                 goto error;
4804         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4805         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4806         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4807         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4808         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4809 error:
4810         isl_basic_map_free(bmap);
4811         return NULL;
4812 }
4813
4814 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4815         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4816 {
4817         int j;
4818
4819         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4820         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4821         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4822         if (j < 0)
4823                 goto error;
4824         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4825         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4826         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4827         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4828         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4829 error:
4830         isl_basic_map_free(bmap);
4831         return NULL;
4832 }
4833
4834 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4835                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4836 {
4837         if (!bmap)
4838                 return NULL;
4839         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4840         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4841                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4842 error:
4843         isl_basic_map_free(bmap);
4844         return NULL;
4845 }
4846
4847 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4848                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4849 {
4850         if (!bmap)
4851                 return NULL;
4852         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4853         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4854                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4855 error:
4856         isl_basic_map_free(bmap);
4857         return NULL;
4858 }
4859
4860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4861                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4862 {
4863         return (struct isl_basic_set *)
4864                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4865                                         type, pos, value);
4866 }
4867
4868 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4869                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4870 {
4871         return (struct isl_basic_set *)
4872                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4873                                         type, pos, value);
4874 }
4875
4876 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4877                 unsigned input, int value)
4878 {
4879         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4880 }
4881
4882 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4883                 unsigned dim, int value)
4884 {
4885         return (struct isl_basic_set *)
4886                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4887                                         isl_dim_set, dim, value);
4888 }
4889
4890 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4891                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4892 {
4893         int i;
4894
4895         map = isl_map_cow(map);
4896         if (!map)
4897                 return NULL;
4898
4899         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4900         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4901                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4902                 if (!map->p[i])
4903                         goto error;
4904         }
4905         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4906         return map;
4907 error:
4908         isl_map_free(map);
4909         return NULL;
4910 }
4911
4912 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4913                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4914 {
4915         return (struct isl_set *)
4916                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4917 }
4918
4919 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4920                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4921 {
4922         int i;
4923
4924         map = isl_map_cow(map);
4925         if (!map)
4926                 return NULL;
4927
4928         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4929         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4930                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4931                 if (!map->p[i])
4932                         goto error;
4933         }
4934         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4935         return map;
4936 error:
4937         isl_map_free(map);
4938         return NULL;
4939 }
4940
4941 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4942                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4943 {
4944         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4945 }
4946
4947 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4948                 unsigned input, int value)
4949 {
4950         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4951 }
4952
4953 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4954 {
4955         return (struct isl_set *)
4956                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4957 }
4958
4959 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4960                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4961                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4962 {
4963         int j;
4964
4965         if (!bmap)
4966                 return NULL;
4967         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4968         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4969         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4970         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4971         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4972         if (j < 0)
4973                 goto error;
4974         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4975         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4976         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4977         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4978         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4979 error:
4980         isl_basic_map_free(bmap);
4981         return NULL;
4982 }
4983
4984 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4985         unsigned dim, isl_int value)
4986 {
4987         int j;
4988
4989         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4990         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4991         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4992         if (j < 0)
4993                 goto error;
4994         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4995         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4996         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4997         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4998         return isl_basic_set_finalize(bset);
4999 error:
5000         isl_basic_set_free(bset);
5001         return NULL;
5002 }
5003
5004 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5005                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5006 {
5007         int i;
5008
5009         map = isl_map_cow(map);
5010         if (!map)
5011                 return NULL;
5012
5013         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5014         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5015                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
5016                                                          type, pos, value);
5017                 if (!map->p[i])
5018                         goto error;
5019         }
5020         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5021         return map;
5022 error:
5023         isl_map_free(map);
5024         return NULL;
5025 }
5026
5027 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5028                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5029 {
5030         return (struct isl_set *)
5031                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5032 }
5033
5034 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5035                                         isl_int value)
5036 {
5037         int i;
5038
5039         set = isl_set_cow(set);
5040         if (!set)
5041                 return NULL;
5042
5043         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5044         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5045                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5046                 if (!set->p[i])
5047                         goto error;
5048         }
5049         return set;
5050 error:
5051         isl_set_free(set);
5052         return NULL;
5053 }
5054
5055 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5056 {
5057         int i;
5058
5059         map = isl_map_cow(map);
5060         if (!map)
5061                 return NULL;
5062
5063         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5064         if (!map->dim)
5065                 goto error;
5066         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5067                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5068                 if (!map->p[i])
5069                         goto error;
5070         }
5071         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5072         return map;
5073 error:
5074         isl_map_free(map);
5075         return NULL;
5076 }
5077
5078 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5079                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5080                 struct isl_set **empty, int max)
5081 {
5082         if (!bmap)
5083                 goto error;
5084         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5085                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5086         else
5087                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5088 error:
5089         isl_basic_map_free(bmap);
5090         isl_basic_set_free(dom);
5091         if (empty)
5092                 *empty = NULL;
5093         return NULL;
5094 }
5095
5096 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5097                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5098                 struct isl_set **empty)
5099 {
5100         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5101 }
5102
5103 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5104                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5105                 struct isl_set **empty)
5106 {
5107         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5108 }
5109
5110 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5111                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5112                 struct isl_set **empty)
5113 {
5114         return (struct isl_set *)
5115                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5116                         dom, empty);
5117 }
5118
5119 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5120                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5121                 struct isl_set **empty)
5122 {
5123         return (struct isl_set *)
5124                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5125                         dom, empty);
5126 }
5127
5128 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5129         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5130         __isl_give isl_set **empty)
5131 {
5132         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5133 }
5134
5135 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5136         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5137         __isl_give isl_set **empty)
5138 {
5139         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5140 }
5141
5142 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5143         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5144         __isl_give isl_set **empty)
5145 {
5146         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5147 }
5148
5149 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5150         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5151         __isl_give isl_set **empty)
5152 {
5153         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5154 }
5155
5156 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5157         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5158 {
5159         isl_basic_set *dom = NULL;
5160         isl_space *dom_space;
5161
5162         if (!bmap)
5163                 goto error;
5164         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5165         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5166         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5167 error:
5168         isl_basic_map_free(bmap);
5169         return NULL;
5170 }
5171
5172 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5173         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5174 {
5175         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5176 }
5177
5178 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
5179  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5180  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5181  *
5182  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
5183  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
5184  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
5185  * domain down into the parametric integer programming.
5186  */
5187 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
5188                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
5189                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5190 {
5191         int i;
5192         struct isl_map *res;
5193
5194         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
5195         if (!dom)
5196                 goto error;
5197
5198         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
5199                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
5200                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
5201                 isl_set_free(dom);
5202                 isl_basic_map_free(bmap);
5203                 return res;
5204         }
5205
5206         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5207                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
5208
5209         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
5210                 struct isl_map *res_i;
5211                 struct isl_set *empty_i;
5212
5213                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5214                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
5215
5216                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5217                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
5218         }
5219
5220         isl_set_free(dom);
5221         isl_basic_map_free(bmap);
5222         return res;
5223 error:
5224         *empty = NULL;
5225         isl_set_free(dom);
5226         isl_basic_map_free(bmap);
5227         return NULL;
5228 }
5229
5230 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5231  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5232  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5233  *
5234  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5235  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5236  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5237  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5238  * improve both "res" and "todo".
5239  *
5240  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5241  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5242  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5243  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5244  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5245  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5246  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5247  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5248  * for the ith basic map, i.e.,
5249  *
5250  *      todo^i = todo^k * todo_i
5251  *
5252  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5253  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5254  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5255  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5256  * the lexicographic order.)
5257  * In practice, we compute
5258  *
5259  *      res^k * (res_i . "<=")
5260  *
5261  * and
5262  *
5263  *      res_i * (res^k . "<")
5264  *
5265  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5266  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5267  * that one, i.e.,
5268  *
5269  *      res^k * todo_i
5270  * and
5271  *      res_i * todo^k
5272  *
5273  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5274  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5275  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5276  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5277  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5278  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5279  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5280  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5281  * the previous basic maps.
5282  */
5283 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5284                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5285                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5286 {
5287         int i;
5288         struct isl_map *res;
5289         struct isl_set *todo;
5290
5291         if (!map || !dom)
5292                 goto error;
5293
5294         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5295                 if (empty)
5296                         *empty = dom;
5297                 else
5298                         isl_set_free(dom);
5299                 return map;
5300         }
5301
5302         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5303                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5304
5305         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5306                 isl_map *lt, *le;
5307                 isl_map *res_i;
5308                 isl_set *todo_i;
5309                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5310
5311                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5312                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5313
5314                 if (max) {
5315                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5316                         le = isl_map_lex_le(dim);
5317                 } else {
5318                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5319                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5320                 }
5321                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5322                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5323                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5324                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5325
5326                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5327                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5328                                                         isl_set_copy(todo_i));
5329                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5330                                                         isl_set_copy(todo));
5331                 }
5332
5333                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5334                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5335                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5336
5337                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5338         }
5339
5340         isl_set_free(dom);
5341         isl_map_free(map);
5342
5343         if (empty)
5344                 *empty = todo;
5345         else
5346                 isl_set_free(todo);
5347
5348         return res;
5349 error:
5350         if (empty)
5351                 *empty = NULL;
5352         isl_set_free(dom);
5353         isl_map_free(map);
5354         return NULL;
5355 }
5356
5357 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5358  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5359  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5360  *
5361  * Align parameters if needed and then call isl_map_partial_lexopt_aligned.
5362  */
5363 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
5364                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5365                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5366 {
5367         if (!map || !dom)
5368                 goto error;
5369         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, dom->dim, isl_dim_param))
5370                 return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5371         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
5372             !isl_space_has_named_params(dom->dim))
5373                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5374                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
5375         map = isl_map_align_params(map, isl_map_get_space(dom));
5376         dom = isl_map_align_params(dom, isl_map_get_space(map));
5377         return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5378 error:
5379         if (empty)
5380                 *empty = NULL;
5381         isl_set_free(dom);
5382         isl_map_free(map);
5383         return NULL;
5384 }
5385
5386 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5387                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5388                 __isl_give isl_set **empty)
5389 {
5390         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5391 }
5392
5393 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5394                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5395                 __isl_give isl_set **empty)
5396 {
5397         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5398 }
5399
5400 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5401                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5402                 __isl_give isl_set **empty)
5403 {
5404         return (struct isl_set *)
5405                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5406                         dom, empty);
5407 }
5408
5409 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5410                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5411                 __isl_give isl_set **empty)
5412 {
5413         return (struct isl_set *)
5414                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5415                         dom, empty);
5416 }
5417
5418 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5419 {
5420         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5421         isl_space *dom_dim;
5422
5423         if (!bmap)
5424                 goto error;
5425         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5426         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5427         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5428 error:
5429         isl_basic_map_free(bmap);
5430         return NULL;
5431 }
5432
5433 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5434 {
5435         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5436 }
5437
5438 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5439 {
5440         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5441 }
5442
5443 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5444 {
5445         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5446 }
5447
5448 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5449 {
5450         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5451 }
5452
5453 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5454 {
5455         struct isl_set *dom = NULL;
5456         isl_space *dom_dim;
5457
5458         if (!map)
5459                 goto error;
5460         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(map->dim));
5461         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5462         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5463 error:
5464         isl_map_free(map);
5465         return NULL;
5466 }
5467
5468 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5469 {
5470         return isl_map_lexopt(map, 0);
5471 }
5472
5473 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5474 {
5475         return isl_map_lexopt(map, 1);
5476 }
5477
5478 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5479 {
5480         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5481 }
5482
5483 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5484 {
5485         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5486 }
5487
5488 /* Extract the first and only affine expression from list
5489  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5490  * This domain is known to be disjoint from other domains
5491  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
5492  */
5493 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5494         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5495 {
5496         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5497         isl_aff *aff;
5498         isl_pw_aff **pwaff = user;
5499         isl_pw_aff *pwaff_i;
5500
5501         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5502                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5503                         "expecting single element list", goto error);
5504
5505         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5506         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5507
5508         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5509
5510         isl_aff_list_free(list);
5511
5512         return 0;
5513 error:
5514         isl_basic_set_free(dom);
5515         isl_aff_list_free(list);
5516         return -1;
5517 }
5518
5519 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
5520  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
5521  *
5522  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
5523  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5524  */
5525 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
5526         int max)
5527 {
5528         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
5529         isl_pw_aff *pwaff;
5530         int r;
5531
5532         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
5533         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
5534         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5535
5536         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5537         if (r < 0)
5538                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5539
5540         return pwaff;
5541 }
5542
5543 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
5544  * as a function of the parameters and the input dimensions,
5545  * but independently of the other output dimensions.
5546  *
5547  * We first project out the other output dimension and then compute
5548  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
5549  * using isl_pw_aff_union_max.
5550  */
5551 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
5552         int max)
5553 {
5554         int i;
5555         isl_pw_aff *pwaff;
5556         unsigned n_out;
5557
5558         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
5559         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
5560         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
5561         if (!map)
5562                 return NULL;
5563
5564         if (map->n == 0) {
5565                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
5566                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
5567                 isl_map_free(map);
5568                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5569         }
5570
5571         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
5572         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5573                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5574
5575                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
5576                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
5577         }
5578
5579         isl_map_free(map);
5580
5581         return pwaff;
5582 }
5583
5584 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
5585  * parameters and input dimensions, but independently of
5586  * the other output dimensions.
5587  */
5588 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
5589 {
5590         return map_dim_opt(map, pos, 1);
5591 }
5592
5593 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
5594  * as a function of the parameters,
5595  * but independently of the other set dimensions.
5596  */
5597 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
5598         int max)
5599 {
5600         return map_dim_opt(set, pos, max);
5601 }
5602
5603 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
5604  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5605  */
5606 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
5607 {
5608         return set_dim_opt(set, pos, 1);
5609 }
5610
5611 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
5612  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5613  */
5614 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
5615 {
5616         return set_dim_opt(set, pos, 0);
5617 }
5618
5619 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5620  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5621  */
5622 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5623         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5624 {
5625         unsigned nparam;
5626
5627         if (!bset || !mat)
5628                 goto error;
5629
5630         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
5631         if (!bset->dim)
5632                 goto error;
5633
5634         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5635
5636         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5637
5638         bset->dim->nparam = 0;
5639         bset->dim->n_out = nparam;
5640         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5641         if (bset) {
5642                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5643                 bset->dim->n_out = 0;
5644         }
5645         return bset;
5646 error:
5647         isl_mat_free(mat);
5648         isl_basic_set_free(bset);
5649         return NULL;
5650 }
5651
5652 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5653  * set is assumed to have only parameters and divs.
5654  */
5655 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5656         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5657 {
5658         isl_space *dim = NULL;
5659         unsigned nparam;
5660
5661         if (!set || !mat)
5662                 goto error;
5663
5664         dim = isl_space_copy(set->dim);
5665         dim = isl_space_cow(dim);
5666         if (!dim)
5667                 goto error;
5668
5669         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5670
5671         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5672
5673         dim->nparam = 0;
5674         dim->n_out = nparam;
5675         isl_set_reset_space(set, dim);
5676         set = isl_set_preimage(set, mat);
5677         if (!set)
5678                 goto error2;
5679         dim = isl_space_copy(set->dim);
5680         dim = isl_space_cow(dim);
5681         if (!dim)
5682                 goto error2;
5683         dim->nparam = dim->n_out;
5684         dim->n_out = 0;
5685         isl_set_reset_space(set, dim);
5686         return set;
5687 error:
5688         isl_space_free(dim);
5689         isl_mat_free(mat);
5690 error2:
5691         isl_set_free(set);
5692         return NULL;
5693 }
5694
5695 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5696  * equalities in "eq".
5697  */
5698 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5699         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5700 {
5701         int i, k;
5702         unsigned len;
5703
5704         if (!bset || !eq)
5705                 goto error;
5706
5707         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
5708                                         eq->n_row, 0);
5709         if (!bset)
5710                 goto error;
5711
5712         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
5713         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5714                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5715                 if (k < 0)
5716                         goto error;
5717                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5718                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5719         }
5720         isl_mat_free(eq);
5721
5722         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5723         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5724
5725         return bset;
5726 error:
5727         isl_mat_free(eq);
5728         isl_basic_set_free(bset);
5729         return NULL;
5730 }
5731
5732 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5733  * equalities in "eq".
5734  */
5735 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5736         struct isl_mat *eq)
5737 {
5738         int i;
5739
5740         if (!set || !eq)
5741                 goto error;
5742
5743         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5744                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5745                                         isl_mat_copy(eq));
5746                 if (!set->p[i])
5747                         goto error;
5748         }
5749         isl_mat_free(eq);
5750         return set;
5751 error:
5752         isl_mat_free(eq);
5753         isl_set_free(set);
5754         return NULL;
5755 }
5756
5757 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5758  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5759  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5760  * The output has the same parameters, but only
5761  * explicit existentially quantified variables.
5762  *
5763  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5764  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5765  * among the parameters by performing a variable compression on
5766  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5767  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5768  */
5769 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5770 {
5771         int i, j;
5772         struct isl_mat *eq;
5773         struct isl_mat *T, *T2;
5774         struct isl_set *set;
5775         unsigned nparam, n_div;
5776
5777         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5778         if (!bset)
5779                 return NULL;
5780
5781         if (bset->n_eq == 0)
5782                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5783
5784         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5785
5786         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5787         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5788
5789         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5790                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5791                         ++i;
5792         }
5793         if (i == bset->n_eq)
5794                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5795
5796         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5797                 0, 1 + nparam);
5798         eq = isl_mat_cow(eq);
5799         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5800         if (T && T->n_col == 0) {
5801                 isl_mat_free(T);
5802                 isl_mat_free(T2);
5803                 isl_mat_free(eq);
5804                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5805                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5806         }
5807         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5808
5809         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5810         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5811         set = set_append_equalities(set, eq);
5812         return set;
5813 }
5814
5815 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5816  * quantified variables.
5817  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5818  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5819  * no input or output dimensions and the dimension specification
5820  * is reset to that of the input.
5821  */
5822 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5823 {
5824         struct isl_basic_set *bset;
5825         struct isl_set *set;
5826         struct isl_map *map;
5827         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
5828         unsigned         nparam;
5829         unsigned         n_in;
5830         unsigned         n_out;
5831
5832         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5833         if (!bmap)
5834                 return NULL;
5835
5836         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5837         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5838         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5839         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5840         if (!dim)
5841                 goto error;
5842
5843         orig_dim = bmap->dim;
5844         bmap->dim = dim;
5845         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5846
5847         set = parameter_compute_divs(bset);
5848         map = (struct isl_map *)set;
5849         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
5850
5851         return map;
5852 error:
5853         isl_basic_map_free(bmap);
5854         return NULL;
5855 }
5856
5857 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5858 {
5859         int i;
5860         unsigned off;
5861
5862         if (!bmap)
5863                 return -1;
5864
5865         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
5866         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5867                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5868                         return 0;
5869                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5870                                 return -1);
5871         }
5872         return 1;
5873 }
5874
5875 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5876 {
5877         int i;
5878
5879         if (!map)
5880                 return -1;
5881
5882         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5883                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
5884                 if (known <= 0)
5885                         return known;
5886         }
5887
5888         return 1;
5889 }
5890
5891 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5892  * expressions for them.  However, this computation may be
5893  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5894  * strictly needed.
5895  */
5896 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5897 {
5898         int known;
5899         struct isl_map *map;
5900
5901         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5902         if (known < 0)
5903                 goto error;
5904         if (known)
5905                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5906
5907         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5908
5909         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5910         if (known < 0)
5911                 goto error;
5912         if (known)
5913                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5914
5915         map = compute_divs(bmap);
5916         return map;
5917 error:
5918         isl_basic_map_free(bmap);
5919         return NULL;
5920 }
5921
5922 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5923 {
5924         int i;
5925         int known;
5926         struct isl_map *res;
5927
5928         if (!map)
5929                 return NULL;
5930         if (map->n == 0)
5931                 return map;
5932
5933         known = map_divs_known(map);
5934         if (known < 0) {
5935                 isl_map_free(map);
5936                 return NULL;
5937         }
5938         if (known)
5939                 return map;
5940
5941         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5942         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5943                 struct isl_map *r2;
5944                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5945                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5946                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5947                 else
5948                         res = isl_map_union(res, r2);
5949         }
5950         isl_map_free(map);
5951
5952         return res;
5953 }
5954
5955 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5956 {
5957         return (struct isl_set *)
5958                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5959 }
5960
5961 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5962 {
5963         return (struct isl_set *)
5964                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5965 }
5966
5967 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5968 {
5969         int i;
5970         struct isl_set *set;
5971
5972         if (!map)
5973                 goto error;
5974
5975         map = isl_map_cow(map);
5976         if (!map)
5977                 return NULL;
5978
5979         set = (struct isl_set *)map;
5980         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
5981         if (!set->dim)
5982                 goto error;
5983         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5984                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5985                 if (!set->p[i])
5986                         goto error;
5987         }
5988         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5989         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5990         return set;
5991 error:
5992         isl_map_free(map);
5993         return NULL;
5994 }
5995
5996 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
5997         __isl_take isl_map *map2)
5998 {
5999         int i;
6000         unsigned flags = 0;
6001         struct isl_map *map = NULL;
6002
6003         if (!map1 || !map2)
6004                 goto error;
6005
6006         if (map1->n == 0) {
6007                 isl_map_free(map1);
6008                 return map2;
6009         }
6010         if (map2->n == 0) {
6011                 isl_map_free(map2);
6012                 return map1;
6013         }
6014
6015         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6016
6017         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6018             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6019                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6020
6021         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6022                                 map1->n + map2->n, flags);
6023         if (!map)
6024                 goto error;
6025         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6026                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6027                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6028                 if (!map)
6029                         goto error;
6030         }
6031         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6032                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6033                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6034                 if (!map)
6035                         goto error;
6036         }
6037         isl_map_free(map1);
6038         isl_map_free(map2);
6039         return map;
6040 error:
6041         isl_map_free(map);
6042         isl_map_free(map1);
6043         isl_map_free(map2);
6044         return NULL;
6045 }
6046
6047 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6048         __isl_take isl_map *map2)
6049 {
6050         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6051 }
6052
6053 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6054 {
6055         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6056         if (!map1)
6057                 return NULL;
6058         if (map1->n > 1)
6059                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6060         return map1;
6061 }
6062
6063 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6064                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6065 {
6066         return (struct isl_set *)
6067                 isl_map_union_disjoint(
6068                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6069 }
6070
6071 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6072 {
6073         return (struct isl_set *)
6074                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6075 }
6076
6077 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6078         __isl_take isl_set *set)
6079 {
6080         unsigned flags = 0;
6081         struct isl_map *result;
6082         int i, j;
6083
6084         if (!map || !set)
6085                 goto error;
6086
6087         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6088                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6089                         "parameters don't match", goto error);
6090
6091         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6092             !isl_map_compatible_range(map, set))
6093                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6094                         "incompatible spaces", goto error);
6095
6096         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6097                 isl_set_free(set);
6098                 return map;
6099         }
6100
6101         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6102             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6103                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6104
6105         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6106                                         map->n * set->n, flags);
6107         if (!result)
6108                 goto error;
6109         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6110                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6111                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6112                             isl_basic_map_intersect_range(
6113                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6114                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6115                         if (!result)
6116                                 goto error;
6117                 }
6118         isl_map_free(map);
6119         isl_set_free(set);
6120         return result;
6121 error:
6122         isl_map_free(map);
6123         isl_set_free(set);
6124         return NULL;
6125 }
6126
6127 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6128         __isl_take isl_set *set)
6129 {
6130         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6131 }
6132
6133 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6134                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6135 {
6136         return isl_map_reverse(
6137                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6138 }
6139
6140 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6141         __isl_take isl_map *map2)
6142 {
6143         if (!map1 || !map2)
6144                 goto error;
6145         map1 = isl_map_reverse(map1);
6146         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6147         return isl_map_reverse(map1);
6148 error:
6149         isl_map_free(map1);
6150         isl_map_free(map2);
6151         return NULL;
6152 }
6153
6154 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6155         __isl_take isl_map *map2)
6156 {
6157         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6158 }
6159
6160 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6161         __isl_take isl_map *map2)
6162 {
6163         isl_space *dim_result;
6164         struct isl_map *result;
6165         int i, j;
6166
6167         if (!map1 || !map2)
6168                 goto error;
6169
6170         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6171                                   isl_space_copy(map2->dim));
6172
6173         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6174         if (!result)
6175                 goto error;
6176         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6177                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6178                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6179                             isl_basic_map_apply_range(
6180                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6181                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6182                         if (!result)
6183                                 goto error;
6184                 }
6185         isl_map_free(map1);
6186         isl_map_free(map2);
6187         if (result && result->n <= 1)
6188                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6189         return result;
6190 error:
6191         isl_map_free(map1);
6192         isl_map_free(map2);
6193         return NULL;
6194 }
6195
6196 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6197         __isl_take isl_map *map2)
6198 {
6199         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6200 }
6201
6202 /*
6203  * returns range - domain
6204  */
6205 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6206 {
6207         isl_space *dims, *target_dim;
6208         struct isl_basic_set *bset;
6209         unsigned dim;
6210         unsigned nparam;
6211         int i;
6212
6213         if (!bmap)
6214                 goto error;
6215         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6216                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6217                    goto error);
6218         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6219         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6220         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6221         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6222         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6223         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6224         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6225         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6226         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6227         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6228                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6229                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6230                 if (j < 0)
6231                         goto error;
6232                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6233                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6234                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6235                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6236         }
6237         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6238         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6239         return bset;
6240 error:
6241         isl_basic_map_free(bmap);
6242         return NULL;
6243 }
6244
6245 /*
6246  * returns range - domain
6247  */
6248 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
6249 {
6250         int i;
6251         isl_space *dim;
6252         struct isl_set *result;
6253
6254         if (!map)
6255                 return NULL;
6256
6257         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6258                                                  map->dim, isl_dim_out),
6259                    goto error);
6260         dim = isl_map_get_space(map);
6261         dim = isl_space_domain(dim);
6262         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6263         if (!result)
6264                 goto error;
6265         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6266                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6267                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6268         isl_map_free(map);
6269         return result;
6270 error:
6271         isl_map_free(map);
6272         return NULL;
6273 }
6274
6275 /*
6276  * returns [domain -> range] -> range - domain
6277  */
6278 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6279         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6280 {
6281         int i, k;
6282         isl_space *dim;
6283         isl_basic_map *domain;
6284         int nparam, n;
6285         unsigned total;
6286
6287         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6288                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6289                         "domain and range don't match", goto error);
6290
6291         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6292         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6293
6294         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6295         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6296
6297         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6298         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6299         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6300
6301         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6302
6303         for (i = 0; i < n; ++i) {
6304                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6305                 if (k < 0)
6306                         goto error;
6307                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6308                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6309                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6310                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6311         }
6312
6313         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6314         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6315 error:
6316         isl_basic_map_free(bmap);
6317         return NULL;
6318 }
6319
6320 /*
6321  * returns [domain -> range] -> range - domain
6322  */
6323 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6324 {
6325         int i;
6326         isl_space *domain_dim;
6327
6328         if (!map)
6329                 return NULL;
6330
6331         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6332                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6333                         "domain and range don't match", goto error);
6334
6335         map = isl_map_cow(map);
6336         if (!map)
6337                 return NULL;
6338
6339         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6340         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6341         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6342         if (!map->dim)
6343                 goto error;
6344         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6345                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6346                 if (!map->p[i])
6347                         goto error;
6348         }
6349         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6350         return map;
6351 error:
6352         isl_map_free(map);
6353         return NULL;
6354 }
6355
6356 __isl_give struct isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6357 {
6358         struct isl_basic_map *bmap;
6359         unsigned nparam;
6360         unsigned dim;
6361         int i;
6362
6363         if (!dims)
6364                 return NULL;
6365
6366         nparam = dims->nparam;
6367         dim = dims->n_out;
6368         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6369         if (!bmap)
6370                 goto error;
6371
6372         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6373                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6374                 if (j < 0)
6375                         goto error;
6376                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6377                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6378                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6379         }
6380         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6381 error:
6382         isl_basic_map_free(bmap);
6383         return NULL;
6384 }
6385
6386 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6387 {
6388         if (!dim)
6389                 return NULL;
6390         if (dim->n_in != dim->n_out)
6391                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6392                         "number of input and output dimensions needs to be "
6393                         "the same", goto error);
6394         return basic_map_identity(dim);
6395 error:
6396         isl_space_free(dim);
6397         return NULL;
6398 }
6399
6400 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6401 {
6402         if (!model || !model->dim)
6403                 return NULL;
6404         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6405 }
6406
6407 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6408 {
6409         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6410 }
6411
6412 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6413 {
6414         if (!model || !model->dim)
6415                 return NULL;
6416         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6417 }
6418
6419 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6420 {
6421         if (!model || !model->dim)
6422                 return NULL;
6423         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6424 }
6425
6426 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6427 {
6428         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6429         isl_map *id;
6430         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6431         return isl_map_intersect_range(id, set);
6432 }
6433
6434 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6435  * values.
6436  */
6437 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6438         __isl_take isl_space *space)
6439 {
6440         int i;
6441         unsigned nparam;
6442         unsigned dim;
6443         struct isl_basic_set *bset;
6444
6445         if (!space)
6446                 return NULL;
6447         nparam = space->nparam;
6448         dim = space->n_out;
6449         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6450         if (!bset)
6451                 return NULL;
6452         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6453                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6454                 if (k < 0)
6455                         goto error;
6456                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6457                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6458         }
6459         return bset;
6460 error:
6461         isl_basic_set_free(bset);
6462         return NULL;
6463 }
6464
6465 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6466  */
6467 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6468         int pos)
6469 {
6470         int k;
6471         isl_basic_set *nonneg;
6472
6473         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6474         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6475         if (k < 0)
6476                 goto error;
6477         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6478         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6479
6480         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6481 error:
6482         isl_basic_set_free(nonneg);
6483         return NULL;
6484 }
6485
6486 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6487  */
6488 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6489 {
6490         int k;
6491         isl_basic_set *neg;
6492
6493         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6494         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6495         if (k < 0)
6496                 goto error;
6497         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6498         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6499         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6500
6501         return isl_basic_set_finalize(neg);
6502 error:
6503         isl_basic_set_free(neg);
6504         return NULL;
6505 }
6506
6507 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6508         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6509 {
6510         int i;
6511         isl_basic_set *nonneg;
6512         isl_basic_set *neg;
6513
6514         if (!set)
6515                 return NULL;
6516         if (n == 0)
6517                 return set;
6518
6519         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6520
6521         for (i = 0; i < n; ++i) {
6522                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6523                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6524                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6525                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6526
6527                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6528         }
6529
6530         return set;
6531 error:
6532         isl_set_free(set);
6533         return NULL;
6534 }
6535
6536 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6537         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6538         void *user)
6539 {
6540         isl_set *half;
6541
6542         if (!set)
6543                 return -1;
6544         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6545                 isl_set_free(set);
6546                 return 0;
6547         }
6548         if (first == len)
6549                 return fn(set, signs, user);
6550
6551         signs[first] = 1;
6552         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6553                                                         1 + first));
6554         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6555         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6556                 goto error;
6557
6558         signs[first] = -1;
6559         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6560                                                         1 + first));
6561         half = isl_set_intersect(half, set);
6562         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6563 error:
6564         isl_set_free(set);
6565         return -1;
6566 }
6567
6568 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6569  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6570  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6571  * to the sign of the corresponding variable.
6572  */
6573 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6574         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6575         void *user)
6576 {
6577         unsigned nparam;
6578         unsigned nvar;
6579         int *signs;
6580         int r;
6581
6582         if (!set)
6583                 return -1;
6584         if (isl_set_plain_is_empty(set))
6585                 return 0;
6586
6587         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6588         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
6589
6590         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
6591
6592         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
6593                             fn, user);
6594
6595         free(signs);
6596
6597         return r;
6598 }
6599
6600 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6601 {
6602         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6603 }
6604
6605 int isl_basic_map_is_subset(
6606                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6607 {
6608         int is_subset;
6609         struct isl_map *map1;
6610         struct isl_map *map2;
6611
6612         if (!bmap1 || !bmap2)
6613                 return -1;
6614
6615         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6616         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6617
6618         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6619
6620         isl_map_free(map1);
6621         isl_map_free(map2);
6622
6623         return is_subset;
6624 }
6625
6626 int isl_basic_map_is_equal(
6627                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6628 {
6629         int is_subset;
6630
6631         if (!bmap1 || !bmap2)
6632                 return -1;
6633         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6634         if (is_subset != 1)
6635                 return is_subset;
6636         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6637         return is_subset;
6638 }
6639
6640 int isl_basic_set_is_equal(
6641                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6642 {
6643         return isl_basic_map_is_equal(
6644                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6645 }
6646
6647 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6648 {
6649         int i;
6650         int is_empty;
6651
6652         if (!map)
6653                 return -1;
6654         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6655                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6656                 if (is_empty < 0)
6657                         return -1;
6658                 if (!is_empty)
6659                         return 0;
6660         }
6661         return 1;
6662 }
6663
6664 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6665 {
6666         return map ? map->n == 0 : -1;
6667 }
6668
6669 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6670 {
6671         return isl_map_plain_is_empty(map);
6672 }
6673
6674 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6675 {
6676         return set ? set->n == 0 : -1;
6677 }
6678
6679 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6680 {
6681         return isl_set_plain_is_empty(set);
6682 }
6683
6684 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6685 {
6686         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6687 }
6688
6689 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6690 {
6691         if (!map1 || !map2)
6692                 return -1;
6693
6694         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
6695 }
6696
6697 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6698 {
6699         if (!set1 || !set2)
6700                 return -1;
6701
6702         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
6703 }
6704
6705 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6706 {
6707         int is_subset;
6708
6709         if (!map1 || !map2)
6710                 return -1;
6711         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6712         if (is_subset != 1)
6713                 return is_subset;
6714         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6715         return is_subset;
6716 }
6717
6718 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6719 {
6720         return align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
6721 }
6722
6723 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6724                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6725 {
6726         int is_subset;
6727
6728         if (!bmap1 || !bmap2)
6729                 return -1;
6730         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6731         if (is_subset != 1)
6732                 return is_subset;
6733         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6734         if (is_subset == -1)
6735                 return is_subset;
6736         return !is_subset;
6737 }
6738
6739 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6740 {
6741         int is_subset;
6742
6743         if (!map1 || !map2)
6744                 return -1;
6745         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6746         if (is_subset != 1)
6747                 return is_subset;
6748         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6749         if (is_subset == -1)
6750                 return is_subset;
6751         return !is_subset;
6752 }
6753
6754 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6755 {
6756         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6757 }
6758
6759 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6760 {
6761         if (!bmap)
6762                 return -1;
6763         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6764 }
6765
6766 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6767 {
6768         if (!bset)
6769                 return -1;
6770         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6771 }
6772
6773 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6774 {
6775         int i;
6776
6777         if (!map)
6778                 return -1;
6779
6780         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6781                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6782                 if (r < 0 || r)
6783                         return r;
6784         }
6785
6786         return 0;
6787 }
6788
6789 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6790 {
6791         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6792 }
6793
6794 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6795 {
6796         return isl_set_plain_is_universe(set);
6797 }
6798
6799 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6800 {
6801         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6802         struct isl_vec *sample = NULL;
6803         int empty;
6804         unsigned total;
6805
6806         if (!bmap)
6807                 return -1;
6808
6809         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6810                 return 1;
6811
6812         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6813                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6814                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6815                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6816                 isl_basic_map_free(copy);
6817                 return empty;
6818         }
6819
6820         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6821         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6822                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6823                 if (contains < 0)
6824                         return -1;
6825                 if (contains)
6826                         return 0;
6827         }
6828         isl_vec_free(bmap->sample);
6829         bmap->sample = NULL;
6830         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6831         if (!bset)
6832                 return -1;
6833         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6834         if (!sample)
6835                 return -1;
6836         empty = sample->size == 0;
6837         isl_vec_free(bmap->sample);
6838         bmap->sample = sample;
6839         if (empty)
6840                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6841
6842         return empty;
6843 }
6844
6845 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6846 {
6847         if (!bmap)
6848                 return -1;
6849         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6850 }
6851
6852 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6853 {
6854         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6855 }
6856
6857 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6858 {
6859         if (!bset)
6860                 return -1;
6861         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6862 }
6863
6864 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6865 {
6866         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6867 }
6868
6869 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6870 {
6871         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6872 }
6873
6874 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6875         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6876 {
6877         struct isl_map *map;
6878         if (!bmap1 || !bmap2)
6879                 return NULL;
6880
6881         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6882
6883         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6884         if (!map)
6885                 goto error;
6886         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6887         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6888         return map;
6889 error:
6890         isl_basic_map_free(bmap1);
6891         isl_basic_map_free(bmap2);
6892         return NULL;
6893 }
6894
6895 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6896                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6897 {
6898         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6899                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6900                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6901 }
6902
6903 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6904 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6905 {
6906         int i;
6907         unsigned off;
6908
6909         if (!bmap)
6910                 return NULL;
6911
6912         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6913
6914         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6915                 int pos;
6916                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6917                         continue;
6918                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6919                                                             bmap->n_div-i);
6920                 if (pos == -1)
6921                         continue;
6922                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6923                 --i;
6924         }
6925         return bmap;
6926 }
6927
6928 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6929 {
6930         return (struct isl_basic_set *)
6931                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6932 }
6933
6934 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6935 {
6936         int i;
6937
6938         if (!map)
6939                 return 0;
6940
6941         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6942                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6943                 if (!map->p[i])
6944                         goto error;
6945         }
6946
6947         return map;
6948 error:
6949         isl_map_free(map);
6950         return NULL;
6951 }
6952
6953 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
6954  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
6955  * list of divs is given by "div".
6956  */
6957 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
6958         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
6959 {
6960         int i, j;
6961         int n_div;
6962
6963         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6964         if (!bset || !div)
6965                 goto error;
6966
6967         if (div->n_row < bset->n_div)
6968                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
6969                         "not an expansion", goto error);
6970
6971         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
6972                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
6973                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
6974
6975         n_div = bset->n_div;
6976         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
6977                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
6978                         goto error;
6979
6980         j = n_div - 1;
6981         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
6982                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
6983                         if (i != j)
6984                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
6985                         j--;
6986                 } else {
6987                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
6988                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
6989                                 goto error;
6990                 }
6991         }
6992
6993         isl_mat_free(div);
6994         return bset;
6995 error:
6996         isl_basic_set_free(bset);
6997         isl_mat_free(div);
6998         return NULL;
6999 }
7000
7001 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7002  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7003  *
7004  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7005  * of the corresponding div in dst otherwise.
7006  */
7007 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7008                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7009 {
7010         int i;
7011
7012         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7013
7014         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7015         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7016                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7017                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7018                                                 dst->n_div - div) == -1)
7019                         return i;
7020         return -1;
7021 }
7022
7023 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7024                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7025 {
7026         int i;
7027         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7028
7029         if (!dst || !src)
7030                 goto error;
7031
7032         if (src->n_div == 0)
7033                 return dst;
7034
7035         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7036                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7037
7038         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7039         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7040         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7041                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7042         if (!dst)
7043                 return NULL;
7044         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7045                 int j = find_div(dst, src, i);
7046                 if (j < 0) {
7047                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7048                         if (j < 0)
7049                                 goto error;
7050                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7051                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7052                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7053                                 goto error;
7054                 }
7055                 if (j != i)
7056                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7057         }
7058         return dst;
7059 error:
7060         isl_basic_map_free(dst);
7061         return NULL;
7062 }
7063
7064 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7065                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7066 {
7067         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7068                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7069 }
7070
7071 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7072 {
7073         int i;
7074
7075         if (!map)
7076                 return NULL;
7077         if (map->n == 0)
7078                 return map;
7079         map = isl_map_compute_divs(map);
7080         map = isl_map_cow(map);
7081         if (!map)
7082                 return NULL;
7083
7084         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7085                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7086         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7087                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7088
7089         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7090         return map;
7091 }
7092
7093 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7094 {
7095         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7096 }
7097
7098 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7099         __isl_take isl_map *map)
7100 {
7101         if (!set || !map)
7102                 goto error;
7103         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7104         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7105         set = isl_map_range(map);
7106         return set;
7107 error:
7108         isl_set_free(set);
7109         isl_map_free(map);
7110         return NULL;
7111 }
7112
7113 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7114         __isl_take isl_map *map)
7115 {
7116         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7117 }
7118
7119 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7120  * the meaning of the set.
7121  */
7122 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7123 {
7124         int i;
7125
7126         if (!map)
7127                 return NULL;
7128
7129         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7130                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7131                         continue;
7132                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7133                 if (i != map->n-1) {
7134                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7135                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7136                 }
7137                 map->n--;
7138         }
7139
7140         return map;
7141 }
7142
7143 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7144 {
7145         return (struct isl_set *)
7146                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7147 }
7148
7149 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7150 {
7151         struct isl_basic_map *bmap;
7152         if (!map || map->n == 0)
7153                 return NULL;
7154         bmap = map->p[map->n-1];
7155         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7156         return isl_basic_map_copy(bmap);
7157 }
7158
7159 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7160 {
7161         return (struct isl_basic_set *)
7162                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7163 }
7164
7165 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7166                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7167 {
7168         int i;
7169
7170         if (!map || !bmap)
7171                 goto error;
7172         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7173                 if (map->p[i] != bmap)
7174                         continue;
7175                 map = isl_map_cow(map);
7176                 if (!map)
7177                         goto error;
7178                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7179                 if (i != map->n-1) {
7180                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7181                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7182                 }
7183                 map->n--;
7184                 return map;
7185         }
7186         return map;
7187 error:
7188         isl_map_free(map);
7189         return NULL;
7190 }
7191
7192 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7193                                                 struct isl_basic_set *bset)
7194 {
7195         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7196                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7197 }
7198
7199 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7200  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7201  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7202  */
7203 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7204         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7205         int pos, isl_int *opt)
7206 {
7207         isl_space *dims;
7208         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7209         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7210         struct isl_ctx *ctx;
7211         struct isl_vec *obj;
7212         unsigned total;
7213         unsigned nparam;
7214         unsigned dim1, dim2;
7215         enum isl_lp_result res;
7216
7217         if (!bset1 || !bset2)
7218                 return isl_lp_error;
7219
7220         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7221         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7222         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7223         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7224         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7225         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7226         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7227         if (!bmap1 || !bmap2)
7228                 goto error;
7229         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7230         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7231                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7232                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7233         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7234         if (!bmap1)
7235                 goto error;
7236         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7237         ctx = bmap1->ctx;
7238         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7239         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7240         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7241         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7242         if (!obj)
7243                 goto error;
7244         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7245                                         opt, NULL, NULL);
7246         isl_basic_map_free(bmap1);
7247         isl_vec_free(obj);
7248         return res;
7249 error:
7250         isl_basic_map_free(bmap1);
7251         isl_basic_map_free(bmap2);
7252         return isl_lp_error;
7253 }
7254
7255 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7256  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7257  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7258  * smaller or larger than those in bset2.
7259  *
7260  * Returns
7261  *       1 if bset1 follows bset2
7262  *      -1 if bset1 precedes bset2
7263  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7264  *      -2 if some error occurred.
7265  */
7266 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7267         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7268 {
7269         isl_int opt;
7270         enum isl_lp_result res;
7271         int cmp;
7272
7273         isl_int_init(opt);
7274
7275         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7276
7277         if (res == isl_lp_empty)
7278                 cmp = 0;
7279         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7280                   res == isl_lp_unbounded)
7281                 cmp = 1;
7282         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7283                 cmp = -1;
7284         else
7285                 cmp = -2;
7286
7287         isl_int_clear(opt);
7288         return cmp;
7289 }
7290
7291 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7292  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7293  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7294  * than a value of the same dimension in bset2.
7295  *
7296  * Return
7297  *       1 if there exists such a pair
7298  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7299  *      -1 otherwise
7300  *      -2 if some error occurred.
7301  */
7302 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7303         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7304 {
7305         isl_int opt;
7306         enum isl_lp_result res;
7307         int cmp;
7308
7309         isl_int_init(opt);
7310
7311         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7312
7313         if (res == isl_lp_empty)
7314                 cmp = -1;
7315         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7316                   res == isl_lp_unbounded)
7317                 cmp = 1;
7318         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7319                 cmp = -1;
7320         else if (res == isl_lp_ok)
7321                 cmp = 0;
7322         else
7323                 cmp = -2;
7324
7325         isl_int_clear(opt);
7326         return cmp;
7327 }
7328
7329 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7330  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7331  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7332  * than a value of the same dimension in set2.
7333  *
7334  * Return
7335  *       1 if there exists such a pair
7336  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7337  *      -1 otherwise
7338  *      -2 if some error occurred.
7339  */
7340 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7341         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7342 {
7343         int i, j;
7344         int follows = -1;
7345
7346         if (!set1 || !set2)
7347                 return -2;
7348
7349         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7350                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7351                         int f;
7352                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7353                         if (f == 1 || f == -2)
7354                                 return f;
7355                         if (f > follows)
7356                                 follows = f;
7357                 }
7358
7359         return follows;
7360 }
7361
7362 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7363         unsigned pos, isl_int *val)
7364 {
7365         int i;
7366         int d;
7367         unsigned total;
7368
7369         if (!bmap)
7370                 return -1;
7371         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7372         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7373                 for (; d+1 > pos; --d)
7374                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7375                                 break;
7376                 if (d != pos)
7377                         continue;
7378                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7379                         return 0;
7380                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7381                         return 0;
7382                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7383                         return 0;
7384                 if (val)
7385                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7386                 return 1;
7387         }
7388         return 0;
7389 }
7390
7391 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7392         unsigned pos, isl_int *val)
7393 {
7394         int i;
7395         isl_int v;
7396         isl_int tmp;
7397         int fixed;
7398
7399         if (!map)
7400                 return -1;
7401         if (map->n == 0)
7402                 return 0;
7403         if (map->n == 1)
7404                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
7405         isl_int_init(v);
7406         isl_int_init(tmp);
7407         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
7408         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7409                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
7410                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7411                         fixed = 0;
7412         }
7413         if (val)
7414                 isl_int_set(*val, v);
7415         isl_int_clear(tmp);
7416         isl_int_clear(v);
7417         return fixed;
7418 }
7419
7420 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7421         unsigned pos, isl_int *val)
7422 {
7423         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7424                                                 pos, val);
7425 }
7426
7427 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7428         isl_int *val)
7429 {
7430         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7431 }
7432
7433 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7434         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7435 {
7436         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7437                 return -1;
7438         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7439                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7440 }
7441
7442 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7443         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7444 {
7445         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7446                 return -1;
7447         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7448                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7449 }
7450
7451 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7452         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7453 {
7454         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
7455 }
7456
7457 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7458         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7459 {
7460         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7461 }
7462
7463 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7464  * then return this fixed value in *val.
7465  */
7466 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7467         unsigned dim, isl_int *val)
7468 {
7469         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7470                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7471 }
7472
7473 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7474  * then return this fixed value in *val.
7475  */
7476 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7477         unsigned dim, isl_int *val)
7478 {
7479         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7480 }
7481
7482 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7483         unsigned dim, isl_int *val)
7484 {
7485         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7486 }
7487
7488 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7489  * then return this fixed value in *val.
7490  */
7491 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7492         unsigned in, isl_int *val)
7493 {
7494         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7495 }
7496
7497 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7498  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7499  */
7500 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7501         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7502 {
7503         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7504         isl_int *c;
7505         unsigned total;
7506         unsigned nparam;
7507
7508         if (!bset)
7509                 return -1;
7510         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7511         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7512         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7513                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7514                         continue;
7515                 if (i_eq != -1)
7516                         return 0;
7517                 i_eq = i;
7518         }
7519         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7520                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7521                         continue;
7522                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7523                         return 0;
7524                 i_ineq = i;
7525         }
7526         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7527                 return 0;
7528         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7529         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7530         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7531                 return 0;
7532         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7533                 return 0;
7534         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7535                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7536                 return 0;
7537         if (val)
7538                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7539         return 1;
7540 }
7541
7542 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7543         unsigned dim, isl_int *val)
7544 {
7545         int i;
7546         isl_int v;
7547         isl_int tmp;
7548         int fixed;
7549
7550         if (!set)
7551                 return -1;
7552         if (set->n == 0)
7553                 return 0;
7554         if (set->n == 1)
7555                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7556                                                                 dim, val);
7557         isl_int_init(v);
7558         isl_int_init(tmp);
7559         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7560                                                                 dim, &v);
7561         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7562                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7563                                                                 dim, &tmp);
7564                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7565                         fixed = 0;
7566         }
7567         if (val)
7568                 isl_int_set(*val, v);
7569         isl_int_clear(tmp);
7570         isl_int_clear(v);
7571         return fixed;
7572 }
7573
7574 struct constraint {
7575         unsigned        size;
7576         isl_int         *c;
7577 };
7578
7579 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
7580  * variables sorting first.
7581  */
7582 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
7583 {
7584         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
7585         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
7586         int l1, l2;
7587         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
7588
7589         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
7590         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
7591
7592         if (l1 != l2)
7593                 return l1 - l2;
7594
7595         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
7596 }
7597
7598 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
7599         struct isl_basic_map *bmap)
7600 {
7601         int i;
7602         struct constraint *c;
7603         unsigned total;
7604
7605         if (!bmap)
7606                 return NULL;
7607         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7608         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
7609         if (!c)
7610                 goto error;
7611         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7612                 c[i].size = total;
7613                 c[i].c = bmap->ineq[i];
7614         }
7615         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7616         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7617                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7618         free(c);
7619         return bmap;
7620 error:
7621         isl_basic_map_free(bmap);
7622         return NULL;
7623 }
7624
7625 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7626         __isl_take isl_basic_set *bset)
7627 {
7628         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7629                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7630 }
7631
7632 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7633 {
7634         if (!bmap)
7635                 return NULL;
7636         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7637                 return bmap;
7638         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7639         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7640         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7641         return bmap;
7642 }
7643
7644 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7645 {
7646         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7647                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7648 }
7649
7650 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7651         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7652 {
7653         int i, cmp;
7654         unsigned total;
7655
7656         if (bmap1 == bmap2)
7657                 return 0;
7658         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7659             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7660                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7661         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7662                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7663         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7664                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7665         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7666                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7667         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7668             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7669                 return 0;
7670         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7671                 return 1;
7672         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7673                 return -1;
7674         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7675                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7676         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7677                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7678         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7679                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7680         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7681         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7682                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7683                 if (cmp)
7684                         return cmp;
7685         }
7686         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7687                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7688                 if (cmp)
7689                         return cmp;
7690         }
7691         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7692                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7693                 if (cmp)
7694                         return cmp;
7695         }
7696         return 0;
7697 }
7698
7699 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
7700         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7701 {
7702         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
7703 }
7704
7705 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
7706         const __isl_keep isl_set *set2)
7707 {
7708         int i, cmp;
7709
7710         if (set1 == set2)
7711                 return 0;
7712         if (set1->n != set2->n)
7713                 return set1->n - set2->n;
7714
7715         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
7716                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
7717                 if (cmp)
7718                         return cmp;
7719         }
7720
7721         return 0;
7722 }
7723
7724 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7725         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7726 {
7727         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7728 }
7729
7730 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7731         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7732 {
7733         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7734                                             (isl_basic_map *)bset2);
7735 }
7736
7737 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7738 {
7739         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7740         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7741
7742         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7743 }
7744
7745 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7746  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7747  * meaning of any possible other copies of map.
7748  */
7749 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7750 {
7751         int i, j;
7752         struct isl_basic_map *bmap;
7753
7754         if (!map)
7755                 return NULL;
7756         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7757                 return map;
7758         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7759                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7760                 if (!bmap)
7761                         goto error;
7762                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7763                 map->p[i] = bmap;
7764         }
7765         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7766         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7767         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7768         if (!map)
7769                 return NULL;
7770         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7771                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7772                         continue;
7773                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7774                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7775                         map->p[j-1] = map->p[j];
7776                 map->n--;
7777         }
7778         return map;
7779 error:
7780         isl_map_free(map);
7781         return NULL;
7782
7783 }
7784
7785 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7786 {
7787         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7788 }
7789
7790 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7791 {
7792         int i;
7793         int equal;
7794
7795         if (!map1 || !map2)
7796                 return -1;
7797
7798         if (map1 == map2)
7799                 return 1;
7800         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
7801                 return 0;
7802
7803         map1 = isl_map_copy(map1);
7804         map2 = isl_map_copy(map2);
7805         map1 = isl_map_normalize(map1);
7806         map2 = isl_map_normalize(map2);
7807         if (!map1 || !map2)
7808                 goto error;
7809         equal = map1->n == map2->n;
7810         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7811                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7812                 if (equal < 0)
7813                         goto error;
7814         }
7815         isl_map_free(map1);
7816         isl_map_free(map2);
7817         return equal;
7818 error:
7819         isl_map_free(map1);
7820         isl_map_free(map2);
7821         return -1;
7822 }
7823
7824 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7825 {
7826         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7827 }
7828
7829 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7830 {
7831         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7832                                                 (struct isl_map *)set2);
7833 }
7834
7835 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7836 {
7837         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7838 }
7839
7840 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7841  */
7842 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7843         isl_int min, isl_int max)
7844 {
7845         int k;
7846         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7847
7848         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7849         if (!bset)
7850                 goto error;
7851
7852         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7853         if (k < 0)
7854                 goto error;
7855         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7856         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7857
7858         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7859         if (k < 0)
7860                 goto error;
7861         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7862         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7863
7864         return bset;
7865 error:
7866         isl_basic_set_free(bset);
7867         return NULL;
7868 }
7869
7870 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7871  */
7872 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7873         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7874 {
7875         int i;
7876         unsigned dim;
7877         unsigned nparam;
7878         unsigned extra;
7879         unsigned n_eq;
7880         unsigned n_ineq;
7881         struct isl_basic_set *product = NULL;
7882
7883         if (!list)
7884                 goto error;
7885         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7886         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7887         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7888         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7889         extra = list->p[0]->n_div;
7890         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7891         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7892         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7893                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7894                 isl_assert(list->ctx,
7895                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7896                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7897                 extra += list->p[i]->n_div;
7898                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7899                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7900         }
7901         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7902                                         n_eq, n_ineq);
7903         if (!product)
7904                 goto error;
7905         dim = 0;
7906         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7907                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7908                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7909                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7910         }
7911         isl_basic_set_list_free(list);
7912         return product;
7913 error:
7914         isl_basic_set_free(product);
7915         isl_basic_set_list_free(list);
7916         return NULL;
7917 }
7918
7919 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7920                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7921 {
7922         isl_space *dim_result = NULL;
7923         struct isl_basic_map *bmap;
7924         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7925         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7926
7927         if (!bmap1 || !bmap2)
7928                 goto error;
7929
7930         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7931                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7932         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
7933                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
7934
7935         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7936         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7937         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7938         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7939         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7940
7941         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7942         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7943         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7944         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7945         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7946         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7947         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7948         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7949         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7950         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7951         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7952
7953         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
7954                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7955                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7956                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7957         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7958         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7959         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7960         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7961 error:
7962         isl_basic_map_free(bmap1);
7963         isl_basic_map_free(bmap2);
7964         return NULL;
7965 }
7966
7967 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7968         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7969 {
7970         isl_basic_map *prod;
7971
7972         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7973         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7974         return prod;
7975 }
7976
7977 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7978         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7979 {
7980         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
7981 }
7982
7983 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
7984         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7985 {
7986         isl_space *space_result = NULL;
7987         isl_basic_map *bmap;
7988         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
7989         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7990
7991         if (!bmap1 || !bmap2)
7992                 goto error;
7993
7994         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
7995                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
7996
7997         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7998         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
7999         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8000         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8001
8002         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8003         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8004         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8005         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8006         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8007         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8008         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8009         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8010         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8011         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8012         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8013
8014         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8015                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8016                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8017                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8018         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8019         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8020         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8021         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8022 error:
8023         isl_basic_map_free(bmap1);
8024         isl_basic_map_free(bmap2);
8025         return NULL;
8026 }
8027
8028 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8029         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8030 {
8031         isl_space *dim_result = NULL;
8032         isl_basic_map *bmap;
8033         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8034         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8035
8036         if (!bmap1 || !bmap2)
8037                 goto error;
8038
8039         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8040                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8041
8042         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8043         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8044         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8045         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8046
8047         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8048         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8049         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8050         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8051         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8052         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8053         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8054         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8055         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8056         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8057         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8058
8059         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8060                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8061                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8062                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8063         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8064         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8065         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8066         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8067 error:
8068         isl_basic_map_free(bmap1);
8069         isl_basic_map_free(bmap2);
8070         return NULL;
8071 }
8072
8073 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8074         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8075 {
8076         isl_basic_map *prod;
8077
8078         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8079         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8080         return prod;
8081 }
8082
8083 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8084         __isl_take isl_map *map2,
8085         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8086                                            __isl_take isl_space *right),
8087         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8088                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8089 {
8090         unsigned flags = 0;
8091         struct isl_map *result;
8092         int i, j;
8093
8094         if (!map1 || !map2)
8095                 goto error;
8096
8097         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8098                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8099
8100         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8101             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8102                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8103
8104         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8105                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8106                                 map1->n * map2->n, flags);
8107         if (!result)
8108                 goto error;
8109         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8110                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8111                         struct isl_basic_map *part;
8112                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8113                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8114                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8115                                 isl_basic_map_free(part);
8116                         else
8117                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8118                         if (!result)
8119                                 goto error;
8120                 }
8121         isl_map_free(map1);
8122         isl_map_free(map2);
8123         return result;
8124 error:
8125         isl_map_free(map1);
8126         isl_map_free(map2);
8127         return NULL;
8128 }
8129
8130 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8131  */
8132 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8133         __isl_take isl_map *map2)
8134 {
8135         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8136 }
8137
8138 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8139         __isl_take isl_map *map2)
8140 {
8141         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8142 }
8143
8144 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8145  */
8146 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8147         __isl_take isl_map *map2)
8148 {
8149         isl_map *prod;
8150
8151         prod = isl_map_product(map1, map2);
8152         prod = isl_map_flatten(prod);
8153         return prod;
8154 }
8155
8156 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8157  */
8158 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8159 {
8160         return isl_map_range_product(set1, set2);
8161 }
8162
8163 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8164         __isl_take isl_set *set2)
8165 {
8166         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8167 }
8168
8169 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8170  */
8171 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8172         __isl_take isl_map *map2)
8173 {
8174         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8175                                 &isl_basic_map_domain_product);
8176 }
8177
8178 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8179  */
8180 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8181         __isl_take isl_map *map2)
8182 {
8183         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8184                                 &isl_basic_map_range_product);
8185 }
8186
8187 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8188         __isl_take isl_map *map2)
8189 {
8190         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8191                                                 &map_domain_product_aligned);
8192 }
8193
8194 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8195         __isl_take isl_map *map2)
8196 {
8197         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8198                                                 &map_range_product_aligned);
8199 }
8200
8201 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8202  */
8203 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8204         __isl_take isl_map *map2)
8205 {
8206         isl_map *prod;
8207
8208         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8209         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8210         return prod;
8211 }
8212
8213 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8214  */
8215 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8216         __isl_take isl_map *map2)
8217 {
8218         isl_map *prod;
8219
8220         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8221         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8222         return prod;
8223 }
8224
8225 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8226 {
8227         int i;
8228         uint32_t hash = isl_hash_init();
8229         unsigned total;
8230
8231         if (!bmap)
8232                 return 0;
8233         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8234         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8235         if (!bmap)
8236                 return 0;
8237         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8238         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8239         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8240                 uint32_t c_hash;
8241                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8242                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8243         }
8244         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8245         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8246                 uint32_t c_hash;
8247                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8248                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8249         }
8250         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8251         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8252                 uint32_t c_hash;
8253                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8254                         continue;
8255                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8256                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8257                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8258         }
8259         isl_basic_map_free(bmap);
8260         return hash;
8261 }
8262
8263 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8264 {
8265         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8266 }
8267
8268 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8269 {
8270         int i;
8271         uint32_t hash;
8272
8273         if (!map)
8274                 return 0;
8275         map = isl_map_copy(map);
8276         map = isl_map_normalize(map);
8277         if (!map)
8278                 return 0;
8279
8280         hash = isl_hash_init();
8281         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8282                 uint32_t bmap_hash;
8283                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8284                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8285         }
8286
8287         isl_map_free(map);
8288
8289         return hash;
8290 }
8291
8292 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8293 {
8294         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8295 }
8296
8297 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8298  * by the values of the other parameters and variables.
8299  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8300  */
8301 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8302 {
8303         int i;
8304         unsigned nparam;
8305
8306         if (!bset)
8307                 return -1;
8308         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8309         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8310                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8311                         return 1;
8312         return 0;
8313 }
8314
8315 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8316  * by the values of the other parameters and variables.
8317  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8318  * for each of the subsets.
8319  */
8320 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8321 {
8322         int i;
8323
8324         if (!set)
8325                 return -1;
8326         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8327                 int unique;
8328                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8329                 if (unique != 1)
8330                         return unique;
8331         }
8332         return 1;
8333 }
8334
8335 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8336 {
8337         return set ? set->n : 0;
8338 }
8339
8340 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8341         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8342 {
8343         int i;
8344
8345         if (!map)
8346                 return -1;
8347
8348         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8349                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8350                         return -1;
8351
8352         return 0;
8353 }
8354
8355 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8356         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8357 {
8358         int i;
8359
8360         if (!set)
8361                 return -1;
8362
8363         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8364                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8365                         return -1;
8366
8367         return 0;
8368 }
8369
8370 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8371 {
8372         isl_space *dim;
8373
8374         if (!bset)
8375                 return NULL;
8376
8377         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8378         if (!bset)
8379                 return NULL;
8380
8381         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8382         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8383         if (!dim)
8384                 goto error;
8385         isl_space_free(bset->dim);
8386         bset->dim = dim;
8387         bset->extra -= bset->n_div;
8388         bset->n_div = 0;
8389
8390         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8391
8392         return bset;
8393 error:
8394         isl_basic_set_free(bset);
8395         return NULL;
8396 }
8397
8398 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8399 {
8400         int i;
8401         isl_space *dim;
8402         unsigned n_div;
8403
8404         set = isl_set_align_divs(set);
8405
8406         if (!set)
8407                 return NULL;
8408
8409         set = isl_set_cow(set);
8410         if (!set)
8411                 return NULL;
8412
8413         n_div = set->p[0]->n_div;
8414         dim = isl_set_get_space(set);
8415         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8416         if (!dim)
8417                 goto error;
8418         isl_space_free(set->dim);
8419         set->dim = dim;
8420
8421         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8422                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8423                 if (!set->p[i])
8424                         goto error;
8425         }
8426
8427         return set;
8428 error:
8429         isl_set_free(set);
8430         return NULL;
8431 }
8432
8433 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8434 {
8435         isl_space *dim;
8436         struct isl_basic_map *bmap;
8437         unsigned n_set;
8438         unsigned n_div;
8439         unsigned n_param;
8440         unsigned total;
8441         int i, k, l;
8442
8443         set = isl_set_align_divs(set);
8444
8445         if (!set)
8446                 return NULL;
8447
8448         dim = isl_set_get_space(set);
8449         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8450                 isl_set_free(set);
8451                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8452         }
8453
8454         n_div = set->p[0]->n_div;
8455         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8456         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8457         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8458         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8459         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8460         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8461                 bmap = var_equal(bmap, i);
8462
8463         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8464         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8465                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8466                 if (k < 0)
8467                         goto error;
8468                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8469                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8470                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8471                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8472                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8473                             set->p[0]->div[i][0]);
8474
8475                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8476                 if (l < 0)
8477                         goto error;
8478                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8479                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8480                             set->p[0]->div[i][0]);
8481                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8482         }
8483
8484         isl_set_free(set);
8485         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8486         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8487         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8488 error:
8489         isl_set_free(set);
8490         isl_basic_map_free(bmap);
8491         return NULL;
8492 }
8493
8494 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8495 {
8496         unsigned dim;
8497         int size = 0;
8498
8499         if (!bset)
8500                 return -1;
8501
8502         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8503         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8504         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8505         size += bset->n_div * (2 + dim);
8506
8507         return size;
8508 }
8509
8510 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8511 {
8512         int i;
8513         int size = 0;
8514
8515         if (!set)
8516                 return -1;
8517
8518         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8519                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8520
8521         return size;
8522 }
8523
8524 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8525  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8526  */
8527 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8528         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8529 {
8530         int i;
8531
8532         if (!bmap)
8533                 return -1;
8534
8535         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8536
8537         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8538
8539         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8540                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8541                         continue;
8542                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8543                         return 1;
8544         }
8545
8546         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8547                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8548                         return 1;
8549
8550         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8551                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8552                 if (sgn > 0)
8553                         lower = 1;
8554                 if (sgn < 0)
8555                         upper = 1;
8556         }
8557
8558         return lower && upper;
8559 }
8560
8561 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8562         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8563 {
8564         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
8565 }
8566
8567 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8568         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8569 {
8570         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
8571 }
8572
8573 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8574         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8575 {
8576         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
8577 }
8578
8579 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
8580         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8581 {
8582         int i;
8583
8584         if (!map)
8585                 return -1;
8586
8587         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8588                 int bounded;
8589                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
8590                 if (bounded < 0 || !bounded)
8591                         return bounded;
8592         }
8593
8594         return 1;
8595 }
8596
8597 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
8598  * and a lower bound.
8599  */
8600 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
8601         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8602 {
8603         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
8604 }
8605
8606 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
8607         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
8608         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8609                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
8610 {
8611         int i;
8612
8613         if (!map)
8614                 return -1;
8615
8616         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8617                 int bounded;
8618                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
8619                 if (bounded < 0 || bounded)
8620                         return bounded;
8621         }
8622
8623         return 0;
8624 }
8625
8626 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
8627  */
8628 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8629         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8630 {
8631         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
8632 }
8633
8634 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
8635  */
8636 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
8637         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8638 {
8639         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
8640 }
8641
8642 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
8643  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
8644  * elements of the array "signs".
8645  * Sign
8646  *      1 means that the variable is non-negative
8647  *      -1 means that the variable is non-positive
8648  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
8649  */
8650 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8651         unsigned first, unsigned n, int *signs)
8652 {
8653         isl_vec *bound = NULL;
8654         struct isl_tab *tab = NULL;
8655         struct isl_tab_undo *snap;
8656         int i;
8657
8658         if (!bset || !signs)
8659                 return -1;
8660
8661         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
8662         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
8663         if (!bound || !tab)
8664                 goto error;
8665
8666         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
8667         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
8668
8669         snap = isl_tab_snap(tab);
8670         for (i = 0; i < n; ++i) {
8671                 int empty;
8672
8673                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
8674                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8675                         goto error;
8676                 empty = tab->empty;
8677                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8678                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8679                         goto error;
8680
8681                 if (empty) {
8682                         signs[i] = 1;
8683                         continue;
8684                 }
8685
8686                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
8687                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8688                         goto error;
8689                 empty = tab->empty;
8690                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8691                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8692                         goto error;
8693
8694                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
8695         }
8696
8697         isl_tab_free(tab);
8698         isl_vec_free(bound);
8699         return 0;
8700 error:
8701         isl_tab_free(tab);
8702         isl_vec_free(bound);
8703         return -1;
8704 }
8705
8706 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8707         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
8708 {
8709         if (!bset || !signs)
8710                 return -1;
8711         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
8712                 return -1);
8713
8714         first += pos(bset->dim, type) - 1;
8715         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
8716 }
8717
8718 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
8719  * In particular, for each output dimension, check that there is
8720  * an equality that defines the output dimension in terms of
8721  * earlier dimensions.
8722  */
8723 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8724 {
8725         int i, j;
8726         unsigned total;
8727         unsigned n_out;
8728         unsigned o_out;
8729
8730         if (!bmap)
8731                 return -1;
8732
8733         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
8734         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
8735         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8736
8737         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
8738                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
8739                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
8740                                 continue;
8741                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
8742                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
8743                                 break;
8744                 }
8745                 if (j >= bmap->n_eq)
8746                         return 0;
8747         }
8748
8749         return 1;
8750 }
8751
8752 /* Check if the given map is obviously single-valued.
8753  */
8754 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8755 {
8756         if (!map)
8757                 return -1;
8758         if (map->n == 0)
8759                 return 1;
8760         if (map->n >= 2)
8761                 return 0;
8762
8763         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
8764 }
8765
8766 /* Check if the given map is single-valued.
8767  * We simply compute
8768  *
8769  *      M \circ M^-1
8770  *
8771  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
8772  */
8773 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8774 {
8775         isl_space *dim;
8776         isl_map *test;
8777         isl_map *id;
8778         int sv;
8779
8780         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8781         if (sv < 0 || sv)
8782                 return sv;
8783
8784         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
8785         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
8786
8787         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
8788         id = isl_map_identity(dim);
8789
8790         sv = isl_map_is_subset(test, id);
8791
8792         isl_map_free(test);
8793         isl_map_free(id);
8794
8795         return sv;
8796 }
8797
8798 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8799 {
8800         int in;
8801
8802         map = isl_map_copy(map);
8803         map = isl_map_reverse(map);
8804         in = isl_map_is_single_valued(map);
8805         isl_map_free(map);
8806
8807         return in;
8808 }
8809
8810 /* Check if the given map is obviously injective.
8811  */
8812 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8813 {
8814         int in;
8815
8816         map = isl_map_copy(map);
8817         map = isl_map_reverse(map);
8818         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8819         isl_map_free(map);
8820
8821         return in;
8822 }
8823
8824 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8825 {
8826         int sv;
8827
8828         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8829         if (sv < 0 || !sv)
8830                 return sv;
8831
8832         return isl_map_is_injective(map);
8833 }
8834
8835 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8836 {
8837         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8838 }
8839
8840 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8841 {
8842         int ok;
8843         isl_set *delta;
8844
8845         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8846         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8847         isl_set_free(delta);
8848
8849         return ok;
8850 }
8851
8852 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8853 {
8854         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8855                 return 0;
8856         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8857                 return 0;
8858         return 1;
8859 }
8860
8861 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8862 {
8863         int i, j;
8864         unsigned nvar;
8865         unsigned ovar;
8866
8867         if (!bset)
8868                 return -1;
8869
8870         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8871                 return 0;
8872
8873         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8874         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8875         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8876                 int lower = 0, upper = 0;
8877                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8878                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8879                                 continue;
8880                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8881                                 return 0;
8882                         break;
8883                 }
8884                 if (i < bset->n_eq)
8885                         continue;
8886                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8887                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8888                                 continue;
8889                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8890                                 return 0;
8891                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8892                                 lower = 1;
8893                         else
8894                                 upper = 1;
8895                 }
8896                 if (!lower || !upper)
8897                         return 0;
8898         }
8899
8900         return 1;
8901 }
8902
8903 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8904 {
8905         if (!set)
8906                 return -1;
8907         if (set->n != 1)
8908                 return 0;
8909
8910         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8911 }
8912
8913 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8914 {
8915         if (!bset)
8916                 return -1;
8917
8918         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
8919 }
8920
8921 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8922 {
8923         if (!set)
8924                 return -1;
8925
8926         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
8927 }
8928
8929 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8930 {
8931         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8932         if (!bmap)
8933                 return NULL;
8934
8935         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
8936         if (!bmap->dim)
8937                 goto error;
8938
8939         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8940
8941         return (isl_basic_set *)bmap;
8942 error:
8943         isl_basic_map_free(bmap);
8944         return NULL;
8945 }
8946
8947 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
8948 {
8949         int i;
8950
8951         map = isl_map_cow(map);
8952         if (!map)
8953                 return NULL;
8954
8955         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8956                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
8957                 if (!map->p[i])
8958                         goto error;
8959         }
8960         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
8961         if (!map->dim)
8962                 goto error;
8963
8964         return (isl_set *)map;
8965 error:
8966         isl_map_free(map);
8967         return NULL;
8968 }
8969
8970 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
8971 {
8972         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8973         if (!bset)
8974                 return NULL;
8975
8976         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
8977         if (!bset->dim)
8978                 goto error;
8979
8980         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8981
8982         return (isl_basic_map *)bset;
8983 error:
8984         isl_basic_set_free(bset);
8985         return NULL;
8986 }
8987
8988 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
8989 {
8990         int i;
8991
8992         if (!set)
8993                 return NULL;
8994
8995         if (!isl_set_is_wrapping(set))
8996                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
8997                         goto error);
8998
8999         set = isl_set_cow(set);
9000         if (!set)
9001                 return NULL;
9002
9003         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9004                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9005                 if (!set->p[i])
9006                         goto error;
9007         }
9008
9009         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9010         if (!set->dim)
9011                 goto error;
9012
9013         return (isl_map *)set;
9014 error:
9015         isl_set_free(set);
9016         return NULL;
9017 }
9018
9019 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9020         enum isl_dim_type type)
9021 {
9022         if (!bmap)
9023                 return NULL;
9024
9025         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9026                 return bmap;
9027
9028         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9029         if (!bmap)
9030                 return NULL;
9031
9032         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9033         if (!bmap->dim)
9034                 goto error;
9035
9036         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9037
9038         return bmap;
9039 error:
9040         isl_basic_map_free(bmap);
9041         return NULL;
9042 }
9043
9044 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9045         enum isl_dim_type type)
9046 {
9047         int i;
9048
9049         if (!map)
9050                 return NULL;
9051
9052         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9053                 return map;
9054
9055         map = isl_map_cow(map);
9056         if (!map)
9057                 return NULL;
9058
9059         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9060                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9061                 if (!map->p[i])
9062                         goto error;
9063         }
9064         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9065         if (!map->dim)
9066                 goto error;
9067
9068         return map;
9069 error:
9070         isl_map_free(map);
9071         return NULL;
9072 }
9073
9074 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9075 {
9076         if (!bmap)
9077                 return NULL;
9078
9079         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9080                 return bmap;
9081
9082         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9083         if (!bmap)
9084                 return NULL;
9085
9086         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9087         if (!bmap->dim)
9088                 goto error;
9089
9090         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9091
9092         return bmap;
9093 error:
9094         isl_basic_map_free(bmap);
9095         return NULL;
9096 }
9097
9098 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9099 {
9100         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9101 }
9102
9103 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9104         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9105 {
9106         if (!bmap)
9107                 return NULL;
9108
9109         if (!bmap->dim->nested[0])
9110                 return bmap;
9111
9112         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9113         if (!bmap)
9114                 return NULL;
9115
9116         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9117         if (!bmap->dim)
9118                 goto error;
9119
9120         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9121
9122         return bmap;
9123 error:
9124         isl_basic_map_free(bmap);
9125         return NULL;
9126 }
9127
9128 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9129         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9130 {
9131         if (!bmap)
9132                 return NULL;
9133
9134         if (!bmap->dim->nested[1])
9135                 return bmap;
9136
9137         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9138         if (!bmap)
9139                 return NULL;
9140
9141         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9142         if (!bmap->dim)
9143                 goto error;
9144
9145         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9146
9147         return bmap;
9148 error:
9149         isl_basic_map_free(bmap);
9150         return NULL;
9151 }
9152
9153 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9154 {
9155         int i;
9156
9157         if (!map)
9158                 return NULL;
9159
9160         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9161                 return map;
9162
9163         map = isl_map_cow(map);
9164         if (!map)
9165                 return NULL;
9166
9167         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9168                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9169                 if (!map->p[i])
9170                         goto error;
9171         }
9172         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9173         if (!map->dim)
9174                 goto error;
9175
9176         return map;
9177 error:
9178         isl_map_free(map);
9179         return NULL;
9180 }
9181
9182 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9183 {
9184         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9185 }
9186
9187 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9188 {
9189         isl_space *dim, *flat_dim;
9190         isl_map *map;
9191
9192         dim = isl_set_get_space(set);
9193         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9194         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9195         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9196
9197         return map;
9198 }
9199
9200 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9201 {
9202         int i;
9203
9204         if (!map)
9205                 return NULL;
9206
9207         if (!map->dim->nested[0])
9208                 return map;
9209
9210         map = isl_map_cow(map);
9211         if (!map)
9212                 return NULL;
9213
9214         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9215                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9216                 if (!map->p[i])
9217                         goto error;
9218         }
9219         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9220         if (!map->dim)
9221                 goto error;
9222
9223         return map;
9224 error:
9225         isl_map_free(map);
9226         return NULL;
9227 }
9228
9229 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9230 {
9231         int i;
9232
9233         if (!map)
9234                 return NULL;
9235
9236         if (!map->dim->nested[1])
9237                 return map;
9238
9239         map = isl_map_cow(map);
9240         if (!map)
9241                 return NULL;
9242
9243         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9244                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9245                 if (!map->p[i])
9246                         goto error;
9247         }
9248         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9249         if (!map->dim)
9250                 goto error;
9251
9252         return map;
9253 error:
9254         isl_map_free(map);
9255         return NULL;
9256 }
9257
9258 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9259  * and set the dimension specification to "dim".
9260  */
9261 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9262         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9263 {
9264         isl_basic_map *res;
9265
9266         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9267         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9268                 goto error;
9269
9270         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9271                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9272         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9273         res = isl_basic_map_finalize(res);
9274         return res;
9275 error:
9276         free(dim_map);
9277         isl_basic_map_free(bmap);
9278         isl_space_free(dim);
9279         return NULL;
9280 }
9281
9282 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9283  */
9284 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9285         __isl_take isl_reordering *r)
9286 {
9287         int i;
9288         struct isl_dim_map *dim_map;
9289
9290         map = isl_map_cow(map);
9291         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9292         if (!map || !r || !dim_map)
9293                 goto error;
9294
9295         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9296                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9297
9298                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9299
9300                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9301                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9302
9303                 if (!map->p[i])
9304                         goto error;
9305         }
9306
9307         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9308
9309         isl_reordering_free(r);
9310         free(dim_map);
9311         return map;
9312 error:
9313         free(dim_map);
9314         isl_map_free(map);
9315         isl_reordering_free(r);
9316         return NULL;
9317 }
9318
9319 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9320         __isl_take isl_reordering *r)
9321 {
9322         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9323 }
9324
9325 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9326         __isl_take isl_space *model)
9327 {
9328         isl_ctx *ctx;
9329
9330         if (!map || !model)
9331                 goto error;
9332
9333         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9334         if (!isl_space_has_named_params(model))
9335                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9336                         "model has unnamed parameters", goto error);
9337         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9338                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9339                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9340         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9341                 isl_reordering *exp;
9342
9343                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9344                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9345                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9346                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9347                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9348                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9349                 map = isl_map_realign(map, exp);
9350         }
9351
9352         isl_space_free(model);
9353         return map;
9354 error:
9355         isl_space_free(model);
9356         isl_map_free(map);
9357         return NULL;
9358 }
9359
9360 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9361         __isl_take isl_space *model)
9362 {
9363         return isl_map_align_params(set, model);
9364 }
9365
9366 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9367                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9368                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9369                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9370 {
9371         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9372         struct isl_mat *mat;
9373         int i, j, k;
9374         int pos;
9375
9376         if (!bmap)
9377                 return NULL;
9378         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9379                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9380         if (!mat)
9381                 return NULL;
9382         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9383                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9384                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9385                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9386                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9387                                             bmap->eq[i][off + k]);
9388                                 ++pos;
9389                         }
9390                 }
9391
9392         return mat;
9393 }
9394
9395 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9396                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9397                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9398                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9399 {
9400         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9401         struct isl_mat *mat;
9402         int i, j, k;
9403         int pos;
9404
9405         if (!bmap)
9406                 return NULL;
9407         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9408                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9409         if (!mat)
9410                 return NULL;
9411         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9412                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9413                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9414                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9415                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9416                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9417                                 ++pos;
9418                         }
9419                 }
9420
9421         return mat;
9422 }
9423
9424 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9425         __isl_take isl_space *dim,
9426         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9427         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9428         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9429 {
9430         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9431         isl_basic_map *bmap;
9432         unsigned total;
9433         unsigned extra;
9434         int i, j, k, l;
9435         int pos;
9436
9437         if (!dim || !eq || !ineq)
9438                 goto error;
9439
9440         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9441                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9442                         "equalities and inequalities matrices should have "
9443                         "same number of columns", goto error);
9444
9445         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9446
9447         if (eq->n_col < total)
9448                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9449                         "number of columns too small", goto error);
9450
9451         extra = eq->n_col - total;
9452
9453         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9454                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9455         if (!bmap)
9456                 goto error;
9457         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9458                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9459                 if (k < 0)
9460                         goto error;
9461                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
9462         }
9463         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
9464                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9465                 if (l < 0)
9466                         goto error;
9467                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9468                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9469                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9470                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
9471                                             eq->row[i][pos]);
9472                                 ++pos;
9473                         }
9474                 }
9475         }
9476         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
9477                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9478                 if (l < 0)
9479                         goto error;
9480                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9481                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9482                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9483                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
9484                                             ineq->row[i][pos]);
9485                                 ++pos;
9486                         }
9487                 }
9488         }
9489
9490         isl_space_free(dim);
9491         isl_mat_free(eq);
9492         isl_mat_free(ineq);
9493
9494         return bmap;
9495 error:
9496         isl_space_free(dim);
9497         isl_mat_free(eq);
9498         isl_mat_free(ineq);
9499         return NULL;
9500 }
9501
9502 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
9503         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9504         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9505 {
9506         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9507                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9508 }
9509
9510 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
9511         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9512         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9513 {
9514         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9515                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9516 }
9517
9518 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
9519         __isl_take isl_space *dim,
9520         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9521         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9522 {
9523         return (isl_basic_set*)
9524             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
9525                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9526 }
9527
9528 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9529 {
9530         if (!bmap)
9531                 return -1;
9532
9533         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
9534 }
9535
9536 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
9537 {
9538         if (!map)
9539                 return -1;
9540
9541         return isl_space_can_zip(map->dim);
9542 }
9543
9544 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
9545  * (A -> C) -> (B -> D).
9546  */
9547 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9548 {
9549         unsigned pos;
9550         unsigned n1;
9551         unsigned n2;
9552
9553         if (!bmap)
9554                 return NULL;
9555
9556         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
9557                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
9558                         "basic map cannot be zipped", goto error);
9559         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
9560                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
9561         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
9562         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
9563         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
9564         if (!bmap)
9565                 return NULL;
9566         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
9567         if (!bmap->dim)
9568                 goto error;
9569         return bmap;
9570 error:
9571         isl_basic_map_free(bmap);
9572         return NULL;
9573 }
9574
9575 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
9576  * (A -> C) -> (B -> D).
9577  */
9578 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
9579 {
9580         int i;
9581
9582         if (!map)
9583                 return NULL;
9584
9585         if (!isl_map_can_zip(map))
9586                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
9587                         goto error);
9588
9589         map = isl_map_cow(map);
9590         if (!map)
9591                 return NULL;
9592
9593         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9594                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
9595                 if (!map->p[i])
9596                         goto error;
9597         }
9598
9599         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
9600         if (!map->dim)
9601                 goto error;
9602
9603         return map;
9604 error:
9605         isl_map_free(map);
9606         return NULL;
9607 }
9608
9609 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
9610  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
9611  */
9612 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
9613 {
9614         int k;
9615         int pos;
9616         isl_local_space *ls;
9617         isl_basic_map *bmap;
9618
9619         if (!aff)
9620                 return NULL;
9621
9622         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
9623         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
9624         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
9625         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9626         if (k < 0)
9627                 goto error;
9628
9629         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9630         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
9631         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
9632         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
9633                     aff->v->size - (pos + 1));
9634
9635         isl_aff_free(aff);
9636         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9637         return bmap;
9638 error:
9639         isl_aff_free(aff);
9640         isl_basic_map_free(bmap);
9641         return NULL;
9642 }
9643
9644 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
9645  * to its range, with each dimension in the range equated to the
9646  * corresponding affine expression.
9647  */
9648 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
9649         __isl_take isl_multi_aff *maff)
9650 {
9651         int i;
9652         isl_space *space;
9653         isl_basic_map *bmap;
9654
9655         if (!maff)
9656                 return NULL;
9657
9658         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
9659                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
9660                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
9661
9662         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
9663         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
9664
9665         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
9666                 isl_aff *aff;
9667                 isl_basic_map *bmap_i;
9668
9669                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
9670                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
9671
9672                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
9673         }
9674
9675         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
9676
9677         isl_multi_aff_free(maff);
9678         return bmap;
9679 }
9680
9681 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
9682  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
9683  * where each coordinate in the range is prescribed by the
9684  * corresponding affine expression.
9685  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
9686  * domain_dim.
9687  */
9688 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
9689         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
9690 {
9691         int i;
9692         isl_space *dim;
9693         isl_basic_map *bmap;
9694
9695         if (!list)
9696                 return NULL;
9697
9698         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
9699         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
9700
9701         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
9702                 isl_aff *aff;
9703                 isl_basic_map *bmap_i;
9704
9705                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
9706                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
9707
9708                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
9709         }
9710
9711         isl_aff_list_free(list);
9712         return bmap;
9713 }
9714
9715 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
9716         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9717 {
9718         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
9719 }
9720
9721 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
9722  */
9723 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
9724         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9725 {
9726         isl_basic_map *bmap = NULL;
9727         int i;
9728
9729         if (!map)
9730                 return NULL;
9731
9732         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9733                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9734                         "index out of bounds", goto error);
9735         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9736                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9737                         "index out of bounds", goto error);
9738
9739         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
9740         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9741         if (i < 0)
9742                 goto error;
9743         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9744         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9745         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9746         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
9747         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9748         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9749
9750         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9751
9752         return map;
9753 error:
9754         isl_basic_map_free(bmap);
9755         isl_map_free(map);
9756         return NULL;
9757 }
9758
9759 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
9760  */
9761 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
9762         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9763 {
9764         isl_basic_map *bmap = NULL;
9765         int i;
9766
9767         if (!map)
9768                 return NULL;
9769
9770         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9771                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9772                         "index out of bounds", goto error);
9773         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9774                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9775                         "index out of bounds", goto error);
9776
9777         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
9778         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9779         if (i < 0)
9780                 goto error;
9781         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9782         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9783         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9784         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
9785         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9786         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9787
9788         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9789
9790         return map;
9791 error:
9792         isl_basic_map_free(bmap);
9793         isl_map_free(map);
9794         return NULL;
9795 }
9796
9797 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9798         int pos)
9799 {
9800         isl_aff *div;
9801         isl_local_space *ls;
9802
9803         if (!bmap)
9804                 return NULL;
9805
9806         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
9807                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
9808                         "some divs are unknown", return NULL);
9809
9810         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
9811         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
9812         isl_local_space_free(ls);
9813
9814         return div;
9815 }
9816
9817 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9818         int pos)
9819 {
9820         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
9821 }
9822
9823 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
9824  *
9825  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
9826  *
9827  *      f/d
9828  *
9829  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
9830  *
9831  *      floor((a i + g)/m)
9832  *
9833  * is replaced by
9834  *
9835  *      floor((a f + d g)/(m d))
9836  *
9837  * Constraints of the form
9838  *
9839  *      a i + g
9840  *
9841  * are replaced by
9842  *
9843  *      a f + d g
9844  */
9845 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
9846         __isl_take isl_basic_set *bset,
9847         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
9848 {
9849         int i;
9850         isl_int v;
9851         isl_ctx *ctx;
9852
9853         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
9854                 return bset;
9855
9856         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9857         if (!bset || !subs)
9858                 goto error;
9859
9860         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
9861         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
9862                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9863                         "spaces don't match", goto error);
9864         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
9865                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
9866                         "cannot handle divs yet", goto error);
9867
9868         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
9869
9870         isl_int_init(v);
9871
9872         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9873                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
9874                         continue;
9875                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
9876                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
9877                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
9878                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
9879         }
9880
9881         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9882                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
9883                         continue;
9884                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
9885                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
9886                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
9887                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
9888         }
9889
9890         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
9891                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
9892                         continue;
9893                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
9894                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
9895                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
9896                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
9897                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
9898                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
9899         }
9900
9901         isl_int_clear(v);
9902
9903         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
9904         return isl_basic_set_finalize(bset);
9905 error:
9906         isl_basic_set_free(bset);
9907         return NULL;
9908 }
9909
9910 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
9911  */
9912 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
9913         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
9914 {
9915         int i;
9916
9917         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
9918                 return set;
9919
9920         set = isl_set_cow(set);
9921         if (!set || !subs)
9922                 goto error;
9923
9924         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
9925                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
9926                 if (!set->p[i])
9927                         goto error;
9928                 if (isl_basic_set_plain_is_empty(set->p[i])) {
9929                         isl_basic_set_free(set->p[i]);
9930                         if (i != set->n - 1)
9931                                 set->p[i] = set->p[set->n - 1];
9932                         set->n--;
9933                 }
9934         }
9935
9936         return set;
9937 error:
9938         isl_set_free(set);
9939         return NULL;
9940 }