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