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 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4115  */
4116 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4117 {
4118         isl_space *space;
4119         space = isl_set_get_space(set);
4120         space = isl_space_set_from_params(space);
4121         set = isl_set_reset_space(set, space);
4122         return set;
4123 }
4124
4125 /* Compute the parameter domain of the given map.
4126  */
4127 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4128 {
4129         isl_space *space;
4130         unsigned n;
4131
4132         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4133         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4134         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4135         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4136         space = isl_map_get_space(map);
4137         space = isl_space_params(space);
4138         map = isl_map_reset_space(map, space);
4139         return map;
4140 }
4141
4142 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4143 {
4144         isl_space *dim;
4145         struct isl_basic_set *domain;
4146         unsigned n_in;
4147         unsigned n_out;
4148
4149         if (!bmap)
4150                 return NULL;
4151         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4152
4153         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4154         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4155         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4156         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4157
4158         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4159
4160         return domain;
4161 }
4162
4163 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4164 {
4165         if (!bmap)
4166                 return -1;
4167         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4168 }
4169
4170 /* Is this basic map actually a set?
4171  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4172  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4173  */
4174 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4175 {
4176         if (!bmap)
4177                 return -1;
4178         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4179 }
4180
4181 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4182 {
4183         if (!bmap)
4184                 return NULL;
4185         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4186                 return bmap;
4187         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4188 }
4189
4190 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4191         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4192 {
4193         int i, k;
4194         isl_space *dim;
4195         isl_basic_map *domain;
4196         int nparam, n_in, n_out;
4197         unsigned total;
4198
4199         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4200         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4201         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4202
4203         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4204         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4205
4206         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4207         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4208         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4209
4210         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4211
4212         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4213                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4214                 if (k < 0)
4215                         goto error;
4216                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4217                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4218                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4219         }
4220
4221         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4222         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4223 error:
4224         isl_basic_map_free(bmap);
4225         return NULL;
4226 }
4227
4228 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4229         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4230 {
4231         int i, k;
4232         isl_space *dim;
4233         isl_basic_map *range;
4234         int nparam, n_in, n_out;
4235         unsigned total;
4236
4237         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4238         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4239         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4240
4241         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4242         range = isl_basic_map_universe(dim);
4243
4244         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4245         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4246         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4247
4248         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4249
4250         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4251                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4252                 if (k < 0)
4253                         goto error;
4254                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4255                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4256                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4257         }
4258
4259         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4260         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4261 error:
4262         isl_basic_map_free(bmap);
4263         return NULL;
4264 }
4265
4266 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4267 {
4268         if (!map)
4269                 return -1;
4270         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4271 }
4272
4273 /* Is this map actually a set?
4274  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4275  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4276  */
4277 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4278 {
4279         if (!map)
4280                 return -1;
4281         return isl_space_is_set(map->dim);
4282 }
4283
4284 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4285 {
4286         int i;
4287         struct isl_set *set;
4288
4289         if (!map)
4290                 goto error;
4291         if (isl_map_is_set(map))
4292                 return (isl_set *)map;
4293
4294         map = isl_map_cow(map);
4295         if (!map)
4296                 goto error;
4297
4298         set = (struct isl_set *) map;
4299         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4300         if (!set->dim)
4301                 goto error;
4302         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4303                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4304                 if (!set->p[i])
4305                         goto error;
4306         }
4307         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4308         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4309         return set;
4310 error:
4311         isl_map_free(map);
4312         return NULL;
4313 }
4314
4315 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4316 {
4317         int i;
4318         isl_space *domain_dim;
4319
4320         map = isl_map_cow(map);
4321         if (!map)
4322                 return NULL;
4323
4324         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4325         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4326         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4327         if (!map->dim)
4328                 goto error;
4329         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4330                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4331                 if (!map->p[i])
4332                         goto error;
4333         }
4334         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4335         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4336         return map;
4337 error:
4338         isl_map_free(map);
4339         return NULL;
4340 }
4341
4342 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4343 {
4344         int i;
4345         isl_space *range_dim;
4346
4347         map = isl_map_cow(map);
4348         if (!map)
4349                 return NULL;
4350
4351         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4352         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4353         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4354         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4355         if (!map->dim)
4356                 goto error;
4357         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4358                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4359                 if (!map->p[i])
4360                         goto error;
4361         }
4362         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4363         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4364         return map;
4365 error:
4366         isl_map_free(map);
4367         return NULL;
4368 }
4369
4370 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4371         __isl_take isl_space *dim)
4372 {
4373         int i;
4374         struct isl_map *map = NULL;
4375
4376         set = isl_set_cow(set);
4377         if (!set || !dim)
4378                 goto error;
4379         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4380         map = (struct isl_map *)set;
4381         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4382                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4383                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4384                 if (!map->p[i])
4385                         goto error;
4386         }
4387         isl_space_free(map->dim);
4388         map->dim = dim;
4389         return map;
4390 error:
4391         isl_space_free(dim);
4392         isl_set_free(set);
4393         return NULL;
4394 }
4395
4396 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4397         __isl_take isl_basic_set *bset)
4398 {
4399         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4400 }
4401
4402 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4403         __isl_take isl_basic_set *bset)
4404 {
4405         isl_space *space;
4406         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4407         space = isl_space_from_range(space);
4408         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4409         return (isl_basic_map *)bset;
4410 }
4411
4412 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4413 {
4414         isl_space *space;
4415         space = isl_set_get_space(set);
4416         space = isl_space_from_range(space);
4417         set = isl_set_reset_space(set, space);
4418         return (struct isl_map *)set;
4419 }
4420
4421 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4422 {
4423         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4424 }
4425
4426 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4427         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4428 {
4429         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4430 }
4431
4432 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4433         __isl_take isl_set *range)
4434 {
4435         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4436 }
4437
4438 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4439 {
4440         int i;
4441         struct isl_set *set = NULL;
4442
4443         if (!map)
4444                 return NULL;
4445         map = isl_map_cow(map);
4446         if (!map)
4447                 return NULL;
4448         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4449         if (!map->dim)
4450                 goto error;
4451         set = (struct isl_set *)map;
4452         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4453                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4454                 if (!set->p[i])
4455                         goto error;
4456         }
4457         return set;
4458 error:
4459         isl_map_free(map);
4460         return NULL;
4461 }
4462
4463 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4464         unsigned flags)
4465 {
4466         struct isl_map *map;
4467
4468         if (!dim)
4469                 return NULL;
4470         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, return NULL);
4471         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4472                         sizeof(struct isl_map) +
4473                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4474         if (!map)
4475                 goto error;
4476
4477         map->ctx = dim->ctx;
4478         isl_ctx_ref(map->ctx);
4479         map->ref = 1;
4480         map->size = n;
4481         map->n = 0;
4482         map->dim = dim;
4483         map->flags = flags;
4484         return map;
4485 error:
4486         isl_space_free(dim);
4487         return NULL;
4488 }
4489
4490 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4491                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4492                 unsigned flags)
4493 {
4494         struct isl_map *map;
4495         isl_space *dims;
4496
4497         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4498         if (!dims)
4499                 return NULL;
4500
4501         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4502         return map;
4503 }
4504
4505 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4506 {
4507         struct isl_basic_map *bmap;
4508         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4509         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4510         return bmap;
4511 }
4512
4513 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4514 {
4515         struct isl_basic_set *bset;
4516         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4517         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4518         return bset;
4519 }
4520
4521 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4522 {
4523         struct isl_basic_map *bmap;
4524         if (!model)
4525                 return NULL;
4526         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4527         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4528         return bmap;
4529 }
4530
4531 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4532 {
4533         struct isl_basic_map *bmap;
4534         if (!model)
4535                 return NULL;
4536         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4537         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4538         return bmap;
4539 }
4540
4541 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4542 {
4543         struct isl_basic_set *bset;
4544         if (!model)
4545                 return NULL;
4546         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4547         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4548         return bset;
4549 }
4550
4551 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4552 {
4553         struct isl_basic_map *bmap;
4554         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4555         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4556         return bmap;
4557 }
4558
4559 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4560 {
4561         struct isl_basic_set *bset;
4562         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4563         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4564         return bset;
4565 }
4566
4567 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4568 {
4569         int i;
4570         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4571         isl_basic_map *bmap;
4572
4573         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4574         for (i = 0; i < total; ++i) {
4575                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4576                 if (k < 0)
4577                         goto error;
4578                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4579                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4580         }
4581         return bmap;
4582 error:
4583         isl_basic_map_free(bmap);
4584         return NULL;
4585 }
4586
4587 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4588 {
4589         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4590 }
4591
4592 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4593 {
4594         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4595 }
4596
4597 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4598 {
4599         return isl_map_nat_universe(dim);
4600 }
4601
4602 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4603                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4604 {
4605         if (!model)
4606                 return NULL;
4607         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4608 }
4609
4610 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4611 {
4612         if (!model)
4613                 return NULL;
4614         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4615 }
4616
4617 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4618         __isl_keep isl_set *model)
4619 {
4620         if (!model)
4621                 return NULL;
4622         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4623 }
4624
4625 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4626 {
4627         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4628 }
4629
4630 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4631 {
4632         if (!model)
4633                 return NULL;
4634         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4635 }
4636
4637 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4638 {
4639         if (!model)
4640                 return NULL;
4641         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4642 }
4643
4644 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4645 {
4646         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4647 }
4648
4649 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4650 {
4651         if (!model)
4652                 return NULL;
4653         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4654 }
4655
4656 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4657 {
4658         struct isl_map *map;
4659         if (!dim)
4660                 return NULL;
4661         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4662         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4663         return map;
4664 }
4665
4666 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4667 {
4668         struct isl_set *set;
4669         if (!dim)
4670                 return NULL;
4671         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4672         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4673         return set;
4674 }
4675
4676 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4677 {
4678         if (!model)
4679                 return NULL;
4680         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
4681 }
4682
4683 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4684 {
4685         int i;
4686         struct isl_map *dup;
4687
4688         if (!map)
4689                 return NULL;
4690         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4691         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4692                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4693         return dup;
4694 }
4695
4696 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4697                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4698 {
4699         if (!bmap || !map)
4700                 goto error;
4701         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4702                 isl_basic_map_free(bmap);
4703                 return map;
4704         }
4705         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4706         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4707         map->p[map->n] = bmap;
4708         map->n++;
4709         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4710         return map;
4711 error:
4712         if (map)
4713                 isl_map_free(map);
4714         if (bmap)
4715                 isl_basic_map_free(bmap);
4716         return NULL;
4717 }
4718
4719 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4720 {
4721         int i;
4722
4723         if (!map)
4724                 return;
4725
4726         if (--map->ref > 0)
4727                 return;
4728
4729         isl_ctx_deref(map->ctx);
4730         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4731                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4732         isl_space_free(map->dim);
4733         free(map);
4734 }
4735
4736 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4737                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4738 {
4739         int i;
4740
4741         base = isl_map_cow(base);
4742         if (!base)
4743                 return NULL;
4744
4745         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4746         if (!base->dim)
4747                 goto error;
4748         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4749                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
4750                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4751                 if (!base->p[i])
4752                         goto error;
4753         }
4754         return base;
4755 error:
4756         isl_map_free(base);
4757         return NULL;
4758 }
4759
4760 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4761                 unsigned nparam, unsigned dim)
4762 {
4763         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4764                                                         nparam, 0, dim);
4765 }
4766
4767 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4768         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4769 {
4770         int j;
4771
4772         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4773         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4774         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4775         if (j < 0)
4776                 goto error;
4777         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4778         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4779         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4780         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4781         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4782 error:
4783         isl_basic_map_free(bmap);
4784         return NULL;
4785 }
4786
4787 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4788         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4789 {
4790         int j;
4791
4792         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4793         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4794         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4795         if (j < 0)
4796                 goto error;
4797         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4798         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4799         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4800         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4801         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4802 error:
4803         isl_basic_map_free(bmap);
4804         return NULL;
4805 }
4806
4807 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4808                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4809 {
4810         if (!bmap)
4811                 return NULL;
4812         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4813         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4814                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4815 error:
4816         isl_basic_map_free(bmap);
4817         return NULL;
4818 }
4819
4820 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4821                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4822 {
4823         if (!bmap)
4824                 return NULL;
4825         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4826         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4827                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4828 error:
4829         isl_basic_map_free(bmap);
4830         return NULL;
4831 }
4832
4833 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4834                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4835 {
4836         return (struct isl_basic_set *)
4837                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4838                                         type, pos, value);
4839 }
4840
4841 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4842                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4843 {
4844         return (struct isl_basic_set *)
4845                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4846                                         type, pos, value);
4847 }
4848
4849 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4850                 unsigned input, int value)
4851 {
4852         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4853 }
4854
4855 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4856                 unsigned dim, int value)
4857 {
4858         return (struct isl_basic_set *)
4859                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4860                                         isl_dim_set, dim, value);
4861 }
4862
4863 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4864                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4865 {
4866         int i;
4867
4868         map = isl_map_cow(map);
4869         if (!map)
4870                 return NULL;
4871
4872         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4873         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4874                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4875                 if (!map->p[i])
4876                         goto error;
4877         }
4878         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4879         return map;
4880 error:
4881         isl_map_free(map);
4882         return NULL;
4883 }
4884
4885 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4886                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4887 {
4888         return (struct isl_set *)
4889                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4890 }
4891
4892 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4893                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4894 {
4895         int i;
4896
4897         map = isl_map_cow(map);
4898         if (!map)
4899                 return NULL;
4900
4901         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4902         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4903                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4904                 if (!map->p[i])
4905                         goto error;
4906         }
4907         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4908         return map;
4909 error:
4910         isl_map_free(map);
4911         return NULL;
4912 }
4913
4914 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4915                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4916 {
4917         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4918 }
4919
4920 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4921                 unsigned input, int value)
4922 {
4923         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4924 }
4925
4926 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4927 {
4928         return (struct isl_set *)
4929                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4930 }
4931
4932 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
4933                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
4934                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4935 {
4936         int j;
4937
4938         if (!bmap)
4939                 return NULL;
4940         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4941         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
4942         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4943         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
4944         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4945         if (j < 0)
4946                 goto error;
4947         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
4948         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
4949         isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
4950         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4951         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4952 error:
4953         isl_basic_map_free(bmap);
4954         return NULL;
4955 }
4956
4957 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
4958         unsigned dim, isl_int value)
4959 {
4960         int j;
4961
4962         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4963         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
4964         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
4965         if (j < 0)
4966                 goto error;
4967         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
4968         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
4969         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
4970         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
4971         return isl_basic_set_finalize(bset);
4972 error:
4973         isl_basic_set_free(bset);
4974         return NULL;
4975 }
4976
4977 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
4978                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4979 {
4980         int i;
4981
4982         map = isl_map_cow(map);
4983         if (!map)
4984                 return NULL;
4985
4986         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4987         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4988                 map->p[i] = isl_basic_map_lower_bound_si(map->p[i],
4989                                                          type, pos, value);
4990                 if (!map->p[i])
4991                         goto error;
4992         }
4993         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4994         return map;
4995 error:
4996         isl_map_free(map);
4997         return NULL;
4998 }
4999
5000 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5001                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5002 {
5003         return (struct isl_set *)
5004                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5005 }
5006
5007 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5008                                         isl_int value)
5009 {
5010         int i;
5011
5012         set = isl_set_cow(set);
5013         if (!set)
5014                 return NULL;
5015
5016         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5017         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5018                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5019                 if (!set->p[i])
5020                         goto error;
5021         }
5022         return set;
5023 error:
5024         isl_set_free(set);
5025         return NULL;
5026 }
5027
5028 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5029 {
5030         int i;
5031
5032         map = isl_map_cow(map);
5033         if (!map)
5034                 return NULL;
5035
5036         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5037         if (!map->dim)
5038                 goto error;
5039         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5040                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5041                 if (!map->p[i])
5042                         goto error;
5043         }
5044         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5045         return map;
5046 error:
5047         isl_map_free(map);
5048         return NULL;
5049 }
5050
5051 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5052                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5053                 struct isl_set **empty, int max)
5054 {
5055         if (!bmap)
5056                 goto error;
5057         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5058                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5059         else
5060                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5061 error:
5062         isl_basic_map_free(bmap);
5063         isl_basic_set_free(dom);
5064         if (empty)
5065                 *empty = NULL;
5066         return NULL;
5067 }
5068
5069 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5070                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5071                 struct isl_set **empty)
5072 {
5073         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5074 }
5075
5076 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5077                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5078                 struct isl_set **empty)
5079 {
5080         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5081 }
5082
5083 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5084                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5085                 struct isl_set **empty)
5086 {
5087         return (struct isl_set *)
5088                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5089                         dom, empty);
5090 }
5091
5092 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5093                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5094                 struct isl_set **empty)
5095 {
5096         return (struct isl_set *)
5097                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5098                         dom, empty);
5099 }
5100
5101 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
5102  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5103  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5104  *
5105  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
5106  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
5107  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
5108  * domain down into the parametric integer programming.
5109  */
5110 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
5111                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
5112                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5113 {
5114         int i;
5115         struct isl_map *res;
5116
5117         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
5118         if (!dom)
5119                 goto error;
5120
5121         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
5122                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
5123                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
5124                 isl_set_free(dom);
5125                 isl_basic_map_free(bmap);
5126                 return res;
5127         }
5128
5129         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5130                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
5131
5132         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
5133                 struct isl_map *res_i;
5134                 struct isl_set *empty_i;
5135
5136                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5137                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
5138
5139                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5140                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
5141         }
5142
5143         isl_set_free(dom);
5144         isl_basic_map_free(bmap);
5145         return res;
5146 error:
5147         *empty = NULL;
5148         isl_set_free(dom);
5149         isl_basic_map_free(bmap);
5150         return NULL;
5151 }
5152
5153 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5154  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5155  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5156  *
5157  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5158  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5159  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5160  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5161  * improve both "res" and "todo".
5162  *
5163  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5164  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5165  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5166  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5167  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5168  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5169  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5170  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5171  * for the ith basic map, i.e.,
5172  *
5173  *      todo^i = todo^k * todo_i
5174  *
5175  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5176  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5177  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5178  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5179  * the lexicographic order.)
5180  * In practice, we compute
5181  *
5182  *      res^k * (res_i . "<=")
5183  *
5184  * and
5185  *
5186  *      res_i * (res^k . "<")
5187  *
5188  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5189  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5190  * that one, i.e.,
5191  *
5192  *      res^k * todo_i
5193  * and
5194  *      res_i * todo^k
5195  *
5196  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5197  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5198  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5199  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5200  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5201  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5202  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5203  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5204  * the previous basic maps.
5205  */
5206 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5207                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5208                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5209 {
5210         int i;
5211         struct isl_map *res;
5212         struct isl_set *todo;
5213
5214         if (!map || !dom)
5215                 goto error;
5216
5217         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5218                 if (empty)
5219                         *empty = dom;
5220                 else
5221                         isl_set_free(dom);
5222                 return map;
5223         }
5224
5225         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5226                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5227
5228         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5229                 isl_map *lt, *le;
5230                 isl_map *res_i;
5231                 isl_set *todo_i;
5232                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5233
5234                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5235                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5236
5237                 if (max) {
5238                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5239                         le = isl_map_lex_le(dim);
5240                 } else {
5241                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5242                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5243                 }
5244                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5245                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5246                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5247                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5248
5249                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5250                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5251                                                         isl_set_copy(todo_i));
5252                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5253                                                         isl_set_copy(todo));
5254                 }
5255
5256                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5257                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5258                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5259
5260                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5261         }
5262
5263         isl_set_free(dom);
5264         isl_map_free(map);
5265
5266         if (empty)
5267                 *empty = todo;
5268         else
5269                 isl_set_free(todo);
5270
5271         return res;
5272 error:
5273         if (empty)
5274                 *empty = NULL;
5275         isl_set_free(dom);
5276         isl_map_free(map);
5277         return NULL;
5278 }
5279
5280 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5281  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5282  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5283  *
5284  * Align parameters if needed and then call isl_map_partial_lexopt_aligned.
5285  */
5286 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
5287                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5288                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5289 {
5290         if (!map || !dom)
5291                 goto error;
5292         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, dom->dim, isl_dim_param))
5293                 return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5294         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
5295             !isl_space_has_named_params(dom->dim))
5296                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5297                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
5298         map = isl_map_align_params(map, isl_map_get_space(dom));
5299         dom = isl_map_align_params(dom, isl_map_get_space(map));
5300         return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5301 error:
5302         if (empty)
5303                 *empty = NULL;
5304         isl_set_free(dom);
5305         isl_map_free(map);
5306         return NULL;
5307 }
5308
5309 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5310                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5311                 __isl_give isl_set **empty)
5312 {
5313         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5314 }
5315
5316 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5317                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5318                 __isl_give isl_set **empty)
5319 {
5320         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5321 }
5322
5323 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5324                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5325                 __isl_give isl_set **empty)
5326 {
5327         return (struct isl_set *)
5328                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5329                         dom, empty);
5330 }
5331
5332 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5333                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5334                 __isl_give isl_set **empty)
5335 {
5336         return (struct isl_set *)
5337                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5338                         dom, empty);
5339 }
5340
5341 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5342 {
5343         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5344         isl_space *dom_dim;
5345
5346         if (!bmap)
5347                 goto error;
5348         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5349         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5350         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5351 error:
5352         isl_basic_map_free(bmap);
5353         return NULL;
5354 }
5355
5356 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5357 {
5358         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5359 }
5360
5361 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5362 {
5363         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5364 }
5365
5366 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5367 {
5368         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5369 }
5370
5371 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5372 {
5373         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5374 }
5375
5376 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5377 {
5378         struct isl_set *dom = NULL;
5379         isl_space *dom_dim;
5380
5381         if (!map)
5382                 goto error;
5383         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(map->dim));
5384         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5385         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5386 error:
5387         isl_map_free(map);
5388         return NULL;
5389 }
5390
5391 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5392 {
5393         return isl_map_lexopt(map, 0);
5394 }
5395
5396 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5397 {
5398         return isl_map_lexopt(map, 1);
5399 }
5400
5401 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5402 {
5403         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5404 }
5405
5406 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5407 {
5408         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5409 }
5410
5411 /* Construct a map that equates the two given dimensions in the given space.
5412  */
5413 static __isl_give isl_map *equate(__isl_take isl_space *dim,
5414         enum isl_dim_type src_type, int src_pos,
5415         enum isl_dim_type dst_type, int dst_pos)
5416 {
5417         isl_basic_map *bmap;
5418         int k;
5419
5420         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
5421         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5422         if (k < 0)
5423                 goto error;
5424         isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5425         src_pos += isl_basic_map_offset(bmap, src_type);
5426         dst_pos += isl_basic_map_offset(bmap, dst_type);
5427         isl_int_set_si(bmap->eq[k][src_pos], 1);
5428         isl_int_set_si(bmap->eq[k][dst_pos], -1);
5429
5430         return isl_map_from_basic_map(bmap);
5431 error:
5432         isl_basic_map_free(bmap);
5433         return NULL;
5434 }
5435
5436 /* Extract the first and only affine expression from list
5437  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5438  * This domain is known to be disjoint from other domains
5439  * because of the way isl_basic_set_foreach_lexmax works.
5440  */
5441 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5442         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5443 {
5444         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5445         isl_aff *aff;
5446         isl_pw_aff **pwaff = user;
5447         isl_pw_aff *pwaff_i;
5448
5449         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5450                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5451                         "expecting single element list", goto error);
5452
5453         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5454         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5455
5456         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5457
5458         isl_aff_list_free(list);
5459
5460         return 0;
5461 error:
5462         isl_basic_set_free(dom);
5463         isl_aff_list_free(list);
5464         return -1;
5465 }
5466
5467 /* Given a one-dimensional basic set, compute the minimum or maximum of that
5468  * dimension as an isl_pw_aff.
5469  *
5470  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_set_foreach_lexopt
5471  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5472  */
5473 static __isl_give isl_pw_aff *basic_set_dim_opt(__isl_keep isl_basic_set *bset,
5474         int max)
5475 {
5476         isl_space *dim = isl_basic_set_get_space(bset);
5477         isl_pw_aff *pwaff;
5478         int r;
5479
5480         dim = isl_space_params(dim);
5481         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_set, 1);
5482         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5483
5484         r = isl_basic_set_foreach_lexopt(bset, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5485         if (r < 0)
5486                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5487
5488         return pwaff;
5489 }
5490
5491 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
5492  * as a function of the parameters, but independently of
5493  * the other set dimensions.
5494  *
5495  * We first project the set onto the given dimension and then compute
5496  * the "lexicographic" maximum in each basic set, combining the results
5497  * using isl_pw_aff_union_max.
5498  */
5499 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
5500         int max)
5501 {
5502         int i;
5503         isl_map *map;
5504         isl_pw_aff *pwaff;
5505
5506         map = isl_map_from_domain(set);
5507         map = isl_map_add_dims(map, isl_dim_out, 1);
5508         map = isl_map_intersect(map,
5509                 equate(isl_map_get_space(map), isl_dim_in, pos,
5510                                              isl_dim_out, 0));
5511         set = isl_map_range(map);
5512         if (!set)
5513                 return NULL;
5514
5515         if (set->n == 0) {
5516                 isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
5517                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
5518                 isl_set_free(set);
5519                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5520         }
5521
5522         pwaff = basic_set_dim_opt(set->p[0], max);
5523         for (i = 1; i < set->n; ++i) {
5524                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5525
5526                 pwaff_i = basic_set_dim_opt(set->p[i], max);
5527                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
5528         }
5529
5530         isl_set_free(set);
5531
5532         return pwaff;
5533 }
5534
5535 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
5536  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5537  */
5538 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
5539 {
5540         return set_dim_opt(set, pos, 1);
5541 }
5542
5543 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
5544  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5545  */
5546 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
5547 {
5548         return set_dim_opt(set, pos, 0);
5549 }
5550
5551 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5552  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5553  */
5554 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5555         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5556 {
5557         unsigned nparam;
5558
5559         if (!bset || !mat)
5560                 goto error;
5561
5562         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
5563         if (!bset->dim)
5564                 goto error;
5565
5566         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5567
5568         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5569
5570         bset->dim->nparam = 0;
5571         bset->dim->n_out = nparam;
5572         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5573         if (bset) {
5574                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5575                 bset->dim->n_out = 0;
5576         }
5577         return bset;
5578 error:
5579         isl_mat_free(mat);
5580         isl_basic_set_free(bset);
5581         return NULL;
5582 }
5583
5584 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5585  * set is assumed to have only parameters and divs.
5586  */
5587 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5588         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5589 {
5590         isl_space *dim = NULL;
5591         unsigned nparam;
5592
5593         if (!set || !mat)
5594                 goto error;
5595
5596         dim = isl_space_copy(set->dim);
5597         dim = isl_space_cow(dim);
5598         if (!dim)
5599                 goto error;
5600
5601         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5602
5603         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5604
5605         dim->nparam = 0;
5606         dim->n_out = nparam;
5607         isl_set_reset_space(set, dim);
5608         set = isl_set_preimage(set, mat);
5609         if (!set)
5610                 goto error2;
5611         dim = isl_space_copy(set->dim);
5612         dim = isl_space_cow(dim);
5613         if (!dim)
5614                 goto error2;
5615         dim->nparam = dim->n_out;
5616         dim->n_out = 0;
5617         isl_set_reset_space(set, dim);
5618         return set;
5619 error:
5620         isl_space_free(dim);
5621         isl_mat_free(mat);
5622 error2:
5623         isl_set_free(set);
5624         return NULL;
5625 }
5626
5627 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5628  * equalities in "eq".
5629  */
5630 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5631         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5632 {
5633         int i, k;
5634         unsigned len;
5635
5636         if (!bset || !eq)
5637                 goto error;
5638
5639         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
5640                                         eq->n_row, 0);
5641         if (!bset)
5642                 goto error;
5643
5644         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
5645         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5646                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5647                 if (k < 0)
5648                         goto error;
5649                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5650                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5651         }
5652         isl_mat_free(eq);
5653
5654         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5655         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5656
5657         return bset;
5658 error:
5659         isl_mat_free(eq);
5660         isl_basic_set_free(bset);
5661         return NULL;
5662 }
5663
5664 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5665  * equalities in "eq".
5666  */
5667 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5668         struct isl_mat *eq)
5669 {
5670         int i;
5671
5672         if (!set || !eq)
5673                 goto error;
5674
5675         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5676                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5677                                         isl_mat_copy(eq));
5678                 if (!set->p[i])
5679                         goto error;
5680         }
5681         isl_mat_free(eq);
5682         return set;
5683 error:
5684         isl_mat_free(eq);
5685         isl_set_free(set);
5686         return NULL;
5687 }
5688
5689 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5690  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5691  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5692  * The output has the same parameters, but only
5693  * explicit existentially quantified variables.
5694  *
5695  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5696  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5697  * among the parameters by performing a variable compression on
5698  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5699  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5700  */
5701 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5702 {
5703         int i, j;
5704         struct isl_mat *eq;
5705         struct isl_mat *T, *T2;
5706         struct isl_set *set;
5707         unsigned nparam, n_div;
5708
5709         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5710         if (!bset)
5711                 return NULL;
5712
5713         if (bset->n_eq == 0)
5714                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5715
5716         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5717
5718         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5719         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5720
5721         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5722                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5723                         ++i;
5724         }
5725         if (i == bset->n_eq)
5726                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5727
5728         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5729                 0, 1 + nparam);
5730         eq = isl_mat_cow(eq);
5731         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5732         if (T && T->n_col == 0) {
5733                 isl_mat_free(T);
5734                 isl_mat_free(T2);
5735                 isl_mat_free(eq);
5736                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5737                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5738         }
5739         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5740
5741         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5742         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5743         set = set_append_equalities(set, eq);
5744         return set;
5745 }
5746
5747 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5748  * quantified variables.
5749  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5750  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5751  * no input or output dimensions and the dimension specification
5752  * is reset to that of the input.
5753  */
5754 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5755 {
5756         struct isl_basic_set *bset;
5757         struct isl_set *set;
5758         struct isl_map *map;
5759         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
5760         unsigned         nparam;
5761         unsigned         n_in;
5762         unsigned         n_out;
5763
5764         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5765         if (!bmap)
5766                 return NULL;
5767
5768         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5769         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5770         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5771         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5772         if (!dim)
5773                 goto error;
5774
5775         orig_dim = bmap->dim;
5776         bmap->dim = dim;
5777         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5778
5779         set = parameter_compute_divs(bset);
5780         map = (struct isl_map *)set;
5781         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
5782
5783         return map;
5784 error:
5785         isl_basic_map_free(bmap);
5786         return NULL;
5787 }
5788
5789 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5790 {
5791         int i;
5792         unsigned off;
5793
5794         if (!bmap)
5795                 return -1;
5796
5797         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
5798         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5799                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5800                         return 0;
5801                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5802                                 return -1);
5803         }
5804         return 1;
5805 }
5806
5807 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5808 {
5809         int i;
5810
5811         if (!map)
5812                 return -1;
5813
5814         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5815                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
5816                 if (known <= 0)
5817                         return known;
5818         }
5819
5820         return 1;
5821 }
5822
5823 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5824  * expressions for them.  However, this computation may be
5825  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5826  * strictly needed.
5827  */
5828 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5829 {
5830         int known;
5831         struct isl_map *map;
5832
5833         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5834         if (known < 0)
5835                 goto error;
5836         if (known)
5837                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5838
5839         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5840
5841         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5842         if (known < 0)
5843                 goto error;
5844         if (known)
5845                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5846
5847         map = compute_divs(bmap);
5848         return map;
5849 error:
5850         isl_basic_map_free(bmap);
5851         return NULL;
5852 }
5853
5854 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5855 {
5856         int i;
5857         int known;
5858         struct isl_map *res;
5859
5860         if (!map)
5861                 return NULL;
5862         if (map->n == 0)
5863                 return map;
5864
5865         known = map_divs_known(map);
5866         if (known < 0) {
5867                 isl_map_free(map);
5868                 return NULL;
5869         }
5870         if (known)
5871                 return map;
5872
5873         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
5874         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
5875                 struct isl_map *r2;
5876                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5877                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
5878                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
5879                 else
5880                         res = isl_map_union(res, r2);
5881         }
5882         isl_map_free(map);
5883
5884         return res;
5885 }
5886
5887 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5888 {
5889         return (struct isl_set *)
5890                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
5891 }
5892
5893 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
5894 {
5895         return (struct isl_set *)
5896                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
5897 }
5898
5899 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
5900 {
5901         int i;
5902         struct isl_set *set;
5903
5904         if (!map)
5905                 goto error;
5906
5907         map = isl_map_cow(map);
5908         if (!map)
5909                 return NULL;
5910
5911         set = (struct isl_set *)map;
5912         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
5913         if (!set->dim)
5914                 goto error;
5915         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5916                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
5917                 if (!set->p[i])
5918                         goto error;
5919         }
5920         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
5921         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
5922         return set;
5923 error:
5924         isl_map_free(map);
5925         return NULL;
5926 }
5927
5928 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
5929         __isl_take isl_map *map2)
5930 {
5931         int i;
5932         unsigned flags = 0;
5933         struct isl_map *map = NULL;
5934
5935         if (!map1 || !map2)
5936                 goto error;
5937
5938         if (map1->n == 0) {
5939                 isl_map_free(map1);
5940                 return map2;
5941         }
5942         if (map2->n == 0) {
5943                 isl_map_free(map2);
5944                 return map1;
5945         }
5946
5947         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
5948
5949         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
5950             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
5951                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
5952
5953         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
5954                                 map1->n + map2->n, flags);
5955         if (!map)
5956                 goto error;
5957         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
5958                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5959                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
5960                 if (!map)
5961                         goto error;
5962         }
5963         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
5964                 map = isl_map_add_basic_map(map,
5965                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
5966                 if (!map)
5967                         goto error;
5968         }
5969         isl_map_free(map1);
5970         isl_map_free(map2);
5971         return map;
5972 error:
5973         isl_map_free(map);
5974         isl_map_free(map1);
5975         isl_map_free(map2);
5976         return NULL;
5977 }
5978
5979 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
5980         __isl_take isl_map *map2)
5981 {
5982         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
5983 }
5984
5985 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
5986 {
5987         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
5988         if (!map1)
5989                 return NULL;
5990         if (map1->n > 1)
5991                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
5992         return map1;
5993 }
5994
5995 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
5996                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
5997 {
5998         return (struct isl_set *)
5999                 isl_map_union_disjoint(
6000                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6001 }
6002
6003 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6004 {
6005         return (struct isl_set *)
6006                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6007 }
6008
6009 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6010         __isl_take isl_set *set)
6011 {
6012         unsigned flags = 0;
6013         struct isl_map *result;
6014         int i, j;
6015
6016         if (!map || !set)
6017                 goto error;
6018
6019         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6020                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6021                         "parameters don't match", goto error);
6022
6023         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6024             !isl_map_compatible_range(map, set))
6025                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6026                         "incompatible spaces", goto error);
6027
6028         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6029                 isl_set_free(set);
6030                 return map;
6031         }
6032
6033         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6034             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6035                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6036
6037         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6038                                         map->n * set->n, flags);
6039         if (!result)
6040                 goto error;
6041         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6042                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6043                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6044                             isl_basic_map_intersect_range(
6045                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6046                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6047                         if (!result)
6048                                 goto error;
6049                 }
6050         isl_map_free(map);
6051         isl_set_free(set);
6052         return result;
6053 error:
6054         isl_map_free(map);
6055         isl_set_free(set);
6056         return NULL;
6057 }
6058
6059 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6060         __isl_take isl_set *set)
6061 {
6062         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6063 }
6064
6065 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6066                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6067 {
6068         return isl_map_reverse(
6069                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6070 }
6071
6072 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6073         __isl_take isl_map *map2)
6074 {
6075         if (!map1 || !map2)
6076                 goto error;
6077         map1 = isl_map_reverse(map1);
6078         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6079         return isl_map_reverse(map1);
6080 error:
6081         isl_map_free(map1);
6082         isl_map_free(map2);
6083         return NULL;
6084 }
6085
6086 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6087         __isl_take isl_map *map2)
6088 {
6089         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6090 }
6091
6092 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6093         __isl_take isl_map *map2)
6094 {
6095         isl_space *dim_result;
6096         struct isl_map *result;
6097         int i, j;
6098
6099         if (!map1 || !map2)
6100                 goto error;
6101
6102         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6103                                   isl_space_copy(map2->dim));
6104
6105         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6106         if (!result)
6107                 goto error;
6108         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6109                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6110                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6111                             isl_basic_map_apply_range(
6112                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6113                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6114                         if (!result)
6115                                 goto error;
6116                 }
6117         isl_map_free(map1);
6118         isl_map_free(map2);
6119         if (result && result->n <= 1)
6120                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6121         return result;
6122 error:
6123         isl_map_free(map1);
6124         isl_map_free(map2);
6125         return NULL;
6126 }
6127
6128 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6129         __isl_take isl_map *map2)
6130 {
6131         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6132 }
6133
6134 /*
6135  * returns range - domain
6136  */
6137 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6138 {
6139         isl_space *dims, *target_dim;
6140         struct isl_basic_set *bset;
6141         unsigned dim;
6142         unsigned nparam;
6143         int i;
6144
6145         if (!bmap)
6146                 goto error;
6147         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6148                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6149                    goto error);
6150         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6151         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6152         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6153         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6154         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6155         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6156         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6157         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6158         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6159         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6160                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6161                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6162                 if (j < 0)
6163                         goto error;
6164                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6165                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6166                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6167                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6168         }
6169         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6170         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6171         return bset;
6172 error:
6173         isl_basic_map_free(bmap);
6174         return NULL;
6175 }
6176
6177 /*
6178  * returns range - domain
6179  */
6180 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
6181 {
6182         int i;
6183         isl_space *dim;
6184         struct isl_set *result;
6185
6186         if (!map)
6187                 return NULL;
6188
6189         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6190                                                  map->dim, isl_dim_out),
6191                    goto error);
6192         dim = isl_map_get_space(map);
6193         dim = isl_space_domain(dim);
6194         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6195         if (!result)
6196                 goto error;
6197         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6198                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6199                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6200         isl_map_free(map);
6201         return result;
6202 error:
6203         isl_map_free(map);
6204         return NULL;
6205 }
6206
6207 /*
6208  * returns [domain -> range] -> range - domain
6209  */
6210 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6211         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6212 {
6213         int i, k;
6214         isl_space *dim;
6215         isl_basic_map *domain;
6216         int nparam, n;
6217         unsigned total;
6218
6219         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6220                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6221                         "domain and range don't match", goto error);
6222
6223         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6224         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6225
6226         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6227         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6228
6229         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6230         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6231         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6232
6233         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6234
6235         for (i = 0; i < n; ++i) {
6236                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6237                 if (k < 0)
6238                         goto error;
6239                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6240                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6241                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6242                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6243         }
6244
6245         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6246         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6247 error:
6248         isl_basic_map_free(bmap);
6249         return NULL;
6250 }
6251
6252 /*
6253  * returns [domain -> range] -> range - domain
6254  */
6255 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6256 {
6257         int i;
6258         isl_space *domain_dim;
6259
6260         if (!map)
6261                 return NULL;
6262
6263         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6264                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6265                         "domain and range don't match", goto error);
6266
6267         map = isl_map_cow(map);
6268         if (!map)
6269                 return NULL;
6270
6271         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6272         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6273         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6274         if (!map->dim)
6275                 goto error;
6276         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6277                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6278                 if (!map->p[i])
6279                         goto error;
6280         }
6281         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6282         return map;
6283 error:
6284         isl_map_free(map);
6285         return NULL;
6286 }
6287
6288 __isl_give struct isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6289 {
6290         struct isl_basic_map *bmap;
6291         unsigned nparam;
6292         unsigned dim;
6293         int i;
6294
6295         if (!dims)
6296                 return NULL;
6297
6298         nparam = dims->nparam;
6299         dim = dims->n_out;
6300         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6301         if (!bmap)
6302                 goto error;
6303
6304         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6305                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6306                 if (j < 0)
6307                         goto error;
6308                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6309                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6310                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6311         }
6312         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6313 error:
6314         isl_basic_map_free(bmap);
6315         return NULL;
6316 }
6317
6318 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6319 {
6320         if (!dim)
6321                 return NULL;
6322         if (dim->n_in != dim->n_out)
6323                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6324                         "number of input and output dimensions needs to be "
6325                         "the same", goto error);
6326         return basic_map_identity(dim);
6327 error:
6328         isl_space_free(dim);
6329         return NULL;
6330 }
6331
6332 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6333 {
6334         if (!model || !model->dim)
6335                 return NULL;
6336         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6337 }
6338
6339 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6340 {
6341         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6342 }
6343
6344 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6345 {
6346         if (!model || !model->dim)
6347                 return NULL;
6348         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6349 }
6350
6351 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6352 {
6353         if (!model || !model->dim)
6354                 return NULL;
6355         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6356 }
6357
6358 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6359 {
6360         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6361         isl_map *id;
6362         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6363         return isl_map_intersect_range(id, set);
6364 }
6365
6366 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6367  * values.
6368  */
6369 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6370         __isl_take isl_space *space)
6371 {
6372         int i;
6373         unsigned nparam;
6374         unsigned dim;
6375         struct isl_basic_set *bset;
6376
6377         if (!space)
6378                 return NULL;
6379         nparam = space->nparam;
6380         dim = space->n_out;
6381         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6382         if (!bset)
6383                 return NULL;
6384         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6385                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6386                 if (k < 0)
6387                         goto error;
6388                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6389                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6390         }
6391         return bset;
6392 error:
6393         isl_basic_set_free(bset);
6394         return NULL;
6395 }
6396
6397 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6398  */
6399 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6400         int pos)
6401 {
6402         int k;
6403         isl_basic_set *nonneg;
6404
6405         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6406         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6407         if (k < 0)
6408                 goto error;
6409         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6410         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6411
6412         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6413 error:
6414         isl_basic_set_free(nonneg);
6415         return NULL;
6416 }
6417
6418 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6419  */
6420 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6421 {
6422         int k;
6423         isl_basic_set *neg;
6424
6425         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6426         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6427         if (k < 0)
6428                 goto error;
6429         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6430         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6431         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6432
6433         return isl_basic_set_finalize(neg);
6434 error:
6435         isl_basic_set_free(neg);
6436         return NULL;
6437 }
6438
6439 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6440         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6441 {
6442         int i;
6443         isl_basic_set *nonneg;
6444         isl_basic_set *neg;
6445
6446         if (!set)
6447                 return NULL;
6448         if (n == 0)
6449                 return set;
6450
6451         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6452
6453         for (i = 0; i < n; ++i) {
6454                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6455                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6456                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6457                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6458
6459                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6460         }
6461
6462         return set;
6463 error:
6464         isl_set_free(set);
6465         return NULL;
6466 }
6467
6468 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6469         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6470         void *user)
6471 {
6472         isl_set *half;
6473
6474         if (!set)
6475                 return -1;
6476         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6477                 isl_set_free(set);
6478                 return 0;
6479         }
6480         if (first == len)
6481                 return fn(set, signs, user);
6482
6483         signs[first] = 1;
6484         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6485                                                         1 + first));
6486         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6487         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6488                 goto error;
6489
6490         signs[first] = -1;
6491         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6492                                                         1 + first));
6493         half = isl_set_intersect(half, set);
6494         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6495 error:
6496         isl_set_free(set);
6497         return -1;
6498 }
6499
6500 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6501  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6502  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6503  * to the sign of the corresponding variable.
6504  */
6505 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6506         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6507         void *user)
6508 {
6509         unsigned nparam;
6510         unsigned nvar;
6511         int *signs;
6512         int r;
6513
6514         if (!set)
6515                 return -1;
6516         if (isl_set_plain_is_empty(set))
6517                 return 0;
6518
6519         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6520         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
6521
6522         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
6523
6524         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
6525                             fn, user);
6526
6527         free(signs);
6528
6529         return r;
6530 }
6531
6532 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6533 {
6534         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6535 }
6536
6537 int isl_basic_map_is_subset(
6538                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6539 {
6540         int is_subset;
6541         struct isl_map *map1;
6542         struct isl_map *map2;
6543
6544         if (!bmap1 || !bmap2)
6545                 return -1;
6546
6547         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6548         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6549
6550         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6551
6552         isl_map_free(map1);
6553         isl_map_free(map2);
6554
6555         return is_subset;
6556 }
6557
6558 int isl_basic_map_is_equal(
6559                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6560 {
6561         int is_subset;
6562
6563         if (!bmap1 || !bmap2)
6564                 return -1;
6565         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6566         if (is_subset != 1)
6567                 return is_subset;
6568         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6569         return is_subset;
6570 }
6571
6572 int isl_basic_set_is_equal(
6573                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6574 {
6575         return isl_basic_map_is_equal(
6576                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6577 }
6578
6579 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6580 {
6581         int i;
6582         int is_empty;
6583
6584         if (!map)
6585                 return -1;
6586         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6587                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6588                 if (is_empty < 0)
6589                         return -1;
6590                 if (!is_empty)
6591                         return 0;
6592         }
6593         return 1;
6594 }
6595
6596 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6597 {
6598         return map ? map->n == 0 : -1;
6599 }
6600
6601 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6602 {
6603         return isl_map_plain_is_empty(map);
6604 }
6605
6606 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6607 {
6608         return set ? set->n == 0 : -1;
6609 }
6610
6611 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6612 {
6613         return isl_set_plain_is_empty(set);
6614 }
6615
6616 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6617 {
6618         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6619 }
6620
6621 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6622 {
6623         if (!map1 || !map2)
6624                 return -1;
6625
6626         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
6627 }
6628
6629 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6630 {
6631         if (!set1 || !set2)
6632                 return -1;
6633
6634         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
6635 }
6636
6637 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6638 {
6639         int is_subset;
6640
6641         if (!map1 || !map2)
6642                 return -1;
6643         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6644         if (is_subset != 1)
6645                 return is_subset;
6646         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6647         return is_subset;
6648 }
6649
6650 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6651 {
6652         return align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
6653 }
6654
6655 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6656                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6657 {
6658         int is_subset;
6659
6660         if (!bmap1 || !bmap2)
6661                 return -1;
6662         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6663         if (is_subset != 1)
6664                 return is_subset;
6665         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6666         if (is_subset == -1)
6667                 return is_subset;
6668         return !is_subset;
6669 }
6670
6671 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6672 {
6673         int is_subset;
6674
6675         if (!map1 || !map2)
6676                 return -1;
6677         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6678         if (is_subset != 1)
6679                 return is_subset;
6680         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6681         if (is_subset == -1)
6682                 return is_subset;
6683         return !is_subset;
6684 }
6685
6686 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6687 {
6688         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6689 }
6690
6691 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6692 {
6693         if (!bmap)
6694                 return -1;
6695         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6696 }
6697
6698 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6699 {
6700         if (!bset)
6701                 return -1;
6702         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6703 }
6704
6705 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6706 {
6707         int i;
6708
6709         if (!map)
6710                 return -1;
6711
6712         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6713                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6714                 if (r < 0 || r)
6715                         return r;
6716         }
6717
6718         return 0;
6719 }
6720
6721 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6722 {
6723         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6724 }
6725
6726 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6727 {
6728         return isl_set_plain_is_universe(set);
6729 }
6730
6731 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6732 {
6733         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6734         struct isl_vec *sample = NULL;
6735         int empty;
6736         unsigned total;
6737
6738         if (!bmap)
6739                 return -1;
6740
6741         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6742                 return 1;
6743
6744         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6745                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6746                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6747                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6748                 isl_basic_map_free(copy);
6749                 return empty;
6750         }
6751
6752         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6753         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6754                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6755                 if (contains < 0)
6756                         return -1;
6757                 if (contains)
6758                         return 0;
6759         }
6760         isl_vec_free(bmap->sample);
6761         bmap->sample = NULL;
6762         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6763         if (!bset)
6764                 return -1;
6765         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6766         if (!sample)
6767                 return -1;
6768         empty = sample->size == 0;
6769         isl_vec_free(bmap->sample);
6770         bmap->sample = sample;
6771         if (empty)
6772                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6773
6774         return empty;
6775 }
6776
6777 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6778 {
6779         if (!bmap)
6780                 return -1;
6781         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6782 }
6783
6784 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6785 {
6786         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6787 }
6788
6789 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6790 {
6791         if (!bset)
6792                 return -1;
6793         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6794 }
6795
6796 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6797 {
6798         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6799 }
6800
6801 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6802 {
6803         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6804 }
6805
6806 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6807         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6808 {
6809         struct isl_map *map;
6810         if (!bmap1 || !bmap2)
6811                 return NULL;
6812
6813         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6814
6815         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6816         if (!map)
6817                 goto error;
6818         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6819         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6820         return map;
6821 error:
6822         isl_basic_map_free(bmap1);
6823         isl_basic_map_free(bmap2);
6824         return NULL;
6825 }
6826
6827 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6828                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6829 {
6830         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6831                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6832                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6833 }
6834
6835 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6836 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6837 {
6838         int i;
6839         unsigned off;
6840
6841         if (!bmap)
6842                 return NULL;
6843
6844         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6845
6846         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6847                 int pos;
6848                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6849                         continue;
6850                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6851                                                             bmap->n_div-i);
6852                 if (pos == -1)
6853                         continue;
6854                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6855                 --i;
6856         }
6857         return bmap;
6858 }
6859
6860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6861 {
6862         return (struct isl_basic_set *)
6863                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6864 }
6865
6866 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6867 {
6868         int i;
6869
6870         if (!map)
6871                 return 0;
6872
6873         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6874                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
6875                 if (!map->p[i])
6876                         goto error;
6877         }
6878
6879         return map;
6880 error:
6881         isl_map_free(map);
6882         return NULL;
6883 }
6884
6885 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
6886  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
6887  * list of divs is given by "div".
6888  */
6889 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
6890         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
6891 {
6892         int i, j;
6893         int n_div;
6894
6895         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6896         if (!bset || !div)
6897                 goto error;
6898
6899         if (div->n_row < bset->n_div)
6900                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
6901                         "not an expansion", goto error);
6902
6903         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
6904                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
6905                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
6906
6907         n_div = bset->n_div;
6908         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
6909                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
6910                         goto error;
6911
6912         j = n_div - 1;
6913         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
6914                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
6915                         if (i != j)
6916                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
6917                         j--;
6918                 } else {
6919                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
6920                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
6921                                 goto error;
6922                 }
6923         }
6924
6925         isl_mat_free(div);
6926         return bset;
6927 error:
6928         isl_basic_set_free(bset);
6929         isl_mat_free(div);
6930         return NULL;
6931 }
6932
6933 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
6934  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
6935  *
6936  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
6937  * of the corresponding div in dst otherwise.
6938  */
6939 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
6940                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
6941 {
6942         int i;
6943
6944         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
6945
6946         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
6947         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
6948                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
6949                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
6950                                                 dst->n_div - div) == -1)
6951                         return i;
6952         return -1;
6953 }
6954
6955 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
6956                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
6957 {
6958         int i;
6959         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
6960
6961         if (!dst || !src)
6962                 goto error;
6963
6964         if (src->n_div == 0)
6965                 return dst;
6966
6967         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
6968                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
6969
6970         src = isl_basic_map_order_divs(src);
6971         dst = isl_basic_map_cow(dst);
6972         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
6973                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
6974         if (!dst)
6975                 return NULL;
6976         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
6977                 int j = find_div(dst, src, i);
6978                 if (j < 0) {
6979                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
6980                         if (j < 0)
6981                                 goto error;
6982                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
6983                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
6984                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
6985                                 goto error;
6986                 }
6987                 if (j != i)
6988                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
6989         }
6990         return dst;
6991 error:
6992         isl_basic_map_free(dst);
6993         return NULL;
6994 }
6995
6996 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
6997                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
6998 {
6999         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7000                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7001 }
7002
7003 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7004 {
7005         int i;
7006
7007         if (!map)
7008                 return NULL;
7009         if (map->n == 0)
7010                 return map;
7011         map = isl_map_compute_divs(map);
7012         map = isl_map_cow(map);
7013         if (!map)
7014                 return NULL;
7015
7016         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7017                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7018         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7019                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7020
7021         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7022         return map;
7023 }
7024
7025 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7026 {
7027         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7028 }
7029
7030 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7031         __isl_take isl_map *map)
7032 {
7033         if (!set || !map)
7034                 goto error;
7035         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7036         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7037         set = isl_map_range(map);
7038         return set;
7039 error:
7040         isl_set_free(set);
7041         isl_map_free(map);
7042         return NULL;
7043 }
7044
7045 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7046         __isl_take isl_map *map)
7047 {
7048         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7049 }
7050
7051 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7052  * the meaning of the set.
7053  */
7054 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7055 {
7056         int i;
7057
7058         if (!map)
7059                 return NULL;
7060
7061         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7062                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7063                         continue;
7064                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7065                 if (i != map->n-1) {
7066                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7067                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7068                 }
7069                 map->n--;
7070         }
7071
7072         return map;
7073 }
7074
7075 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7076 {
7077         return (struct isl_set *)
7078                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7079 }
7080
7081 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7082 {
7083         struct isl_basic_map *bmap;
7084         if (!map || map->n == 0)
7085                 return NULL;
7086         bmap = map->p[map->n-1];
7087         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7088         return isl_basic_map_copy(bmap);
7089 }
7090
7091 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7092 {
7093         return (struct isl_basic_set *)
7094                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7095 }
7096
7097 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7098                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7099 {
7100         int i;
7101
7102         if (!map || !bmap)
7103                 goto error;
7104         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7105                 if (map->p[i] != bmap)
7106                         continue;
7107                 map = isl_map_cow(map);
7108                 if (!map)
7109                         goto error;
7110                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7111                 if (i != map->n-1) {
7112                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7113                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7114                 }
7115                 map->n--;
7116                 return map;
7117         }
7118         return map;
7119 error:
7120         isl_map_free(map);
7121         return NULL;
7122 }
7123
7124 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7125                                                 struct isl_basic_set *bset)
7126 {
7127         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7128                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7129 }
7130
7131 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7132  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7133  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7134  */
7135 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7136         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7137         int pos, isl_int *opt)
7138 {
7139         isl_space *dims;
7140         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7141         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7142         struct isl_ctx *ctx;
7143         struct isl_vec *obj;
7144         unsigned total;
7145         unsigned nparam;
7146         unsigned dim1, dim2;
7147         enum isl_lp_result res;
7148
7149         if (!bset1 || !bset2)
7150                 return isl_lp_error;
7151
7152         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7153         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7154         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7155         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7156         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7157         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7158         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7159         if (!bmap1 || !bmap2)
7160                 goto error;
7161         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7162         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7163                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7164                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7165         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7166         if (!bmap1)
7167                 goto error;
7168         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7169         ctx = bmap1->ctx;
7170         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7171         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7172         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7173         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7174         if (!obj)
7175                 goto error;
7176         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7177                                         opt, NULL, NULL);
7178         isl_basic_map_free(bmap1);
7179         isl_vec_free(obj);
7180         return res;
7181 error:
7182         isl_basic_map_free(bmap1);
7183         isl_basic_map_free(bmap2);
7184         return isl_lp_error;
7185 }
7186
7187 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7188  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7189  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7190  * smaller or larger than those in bset2.
7191  *
7192  * Returns
7193  *       1 if bset1 follows bset2
7194  *      -1 if bset1 precedes bset2
7195  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7196  *      -2 if some error occurred.
7197  */
7198 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7199         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7200 {
7201         isl_int opt;
7202         enum isl_lp_result res;
7203         int cmp;
7204
7205         isl_int_init(opt);
7206
7207         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7208
7209         if (res == isl_lp_empty)
7210                 cmp = 0;
7211         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7212                   res == isl_lp_unbounded)
7213                 cmp = 1;
7214         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7215                 cmp = -1;
7216         else
7217                 cmp = -2;
7218
7219         isl_int_clear(opt);
7220         return cmp;
7221 }
7222
7223 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7224  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7225  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7226  * than a value of the same dimension in bset2.
7227  *
7228  * Return
7229  *       1 if there exists such a pair
7230  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7231  *      -1 otherwise
7232  *      -2 if some error occurred.
7233  */
7234 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7235         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7236 {
7237         isl_int opt;
7238         enum isl_lp_result res;
7239         int cmp;
7240
7241         isl_int_init(opt);
7242
7243         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7244
7245         if (res == isl_lp_empty)
7246                 cmp = -1;
7247         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7248                   res == isl_lp_unbounded)
7249                 cmp = 1;
7250         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7251                 cmp = -1;
7252         else if (res == isl_lp_ok)
7253                 cmp = 0;
7254         else
7255                 cmp = -2;
7256
7257         isl_int_clear(opt);
7258         return cmp;
7259 }
7260
7261 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7262  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7263  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7264  * than a value of the same dimension in set2.
7265  *
7266  * Return
7267  *       1 if there exists such a pair
7268  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7269  *      -1 otherwise
7270  *      -2 if some error occurred.
7271  */
7272 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7273         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7274 {
7275         int i, j;
7276         int follows = -1;
7277
7278         if (!set1 || !set2)
7279                 return -2;
7280
7281         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7282                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7283                         int f;
7284                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7285                         if (f == 1 || f == -2)
7286                                 return f;
7287                         if (f > follows)
7288                                 follows = f;
7289                 }
7290
7291         return follows;
7292 }
7293
7294 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7295         unsigned pos, isl_int *val)
7296 {
7297         int i;
7298         int d;
7299         unsigned total;
7300
7301         if (!bmap)
7302                 return -1;
7303         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7304         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7305                 for (; d+1 > pos; --d)
7306                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7307                                 break;
7308                 if (d != pos)
7309                         continue;
7310                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7311                         return 0;
7312                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7313                         return 0;
7314                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7315                         return 0;
7316                 if (val)
7317                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7318                 return 1;
7319         }
7320         return 0;
7321 }
7322
7323 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7324         unsigned pos, isl_int *val)
7325 {
7326         int i;
7327         isl_int v;
7328         isl_int tmp;
7329         int fixed;
7330
7331         if (!map)
7332                 return -1;
7333         if (map->n == 0)
7334                 return 0;
7335         if (map->n == 1)
7336                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val);
7337         isl_int_init(v);
7338         isl_int_init(tmp);
7339         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v);
7340         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7341                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp);
7342                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7343                         fixed = 0;
7344         }
7345         if (val)
7346                 isl_int_set(*val, v);
7347         isl_int_clear(tmp);
7348         isl_int_clear(v);
7349         return fixed;
7350 }
7351
7352 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7353         unsigned pos, isl_int *val)
7354 {
7355         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7356                                                 pos, val);
7357 }
7358
7359 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7360         isl_int *val)
7361 {
7362         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7363 }
7364
7365 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7366         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7367 {
7368         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7369                 return -1;
7370         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7371                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7372 }
7373
7374 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7375         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7376 {
7377         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7378                 return -1;
7379         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7380                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7381 }
7382
7383 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7384         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7385 {
7386         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7387 }
7388
7389 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7390  * then return this fixed value in *val.
7391  */
7392 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7393         unsigned dim, isl_int *val)
7394 {
7395         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7396                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7397 }
7398
7399 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7400  * then return this fixed value in *val.
7401  */
7402 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7403         unsigned dim, isl_int *val)
7404 {
7405         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7406 }
7407
7408 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7409         unsigned dim, isl_int *val)
7410 {
7411         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7412 }
7413
7414 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7415  * then return this fixed value in *val.
7416  */
7417 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7418         unsigned in, isl_int *val)
7419 {
7420         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7421 }
7422
7423 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7424  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7425  */
7426 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7427         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7428 {
7429         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7430         isl_int *c;
7431         unsigned total;
7432         unsigned nparam;
7433
7434         if (!bset)
7435                 return -1;
7436         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7437         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7438         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7439                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7440                         continue;
7441                 if (i_eq != -1)
7442                         return 0;
7443                 i_eq = i;
7444         }
7445         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7446                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7447                         continue;
7448                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7449                         return 0;
7450                 i_ineq = i;
7451         }
7452         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7453                 return 0;
7454         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7455         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7456         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7457                 return 0;
7458         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7459                 return 0;
7460         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7461                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7462                 return 0;
7463         if (val)
7464                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7465         return 1;
7466 }
7467
7468 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7469         unsigned dim, isl_int *val)
7470 {
7471         int i;
7472         isl_int v;
7473         isl_int tmp;
7474         int fixed;
7475
7476         if (!set)
7477                 return -1;
7478         if (set->n == 0)
7479                 return 0;
7480         if (set->n == 1)
7481                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7482                                                                 dim, val);
7483         isl_int_init(v);
7484         isl_int_init(tmp);
7485         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7486                                                                 dim, &v);
7487         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7488                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7489                                                                 dim, &tmp);
7490                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7491                         fixed = 0;
7492         }
7493         if (val)
7494                 isl_int_set(*val, v);
7495         isl_int_clear(tmp);
7496         isl_int_clear(v);
7497         return fixed;
7498 }
7499
7500 struct constraint {
7501         unsigned        size;
7502         isl_int         *c;
7503 };
7504
7505 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
7506  * variables sorting first.
7507  */
7508 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
7509 {
7510         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
7511         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
7512         int l1, l2;
7513         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
7514
7515         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
7516         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
7517
7518         if (l1 != l2)
7519                 return l1 - l2;
7520
7521         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
7522 }
7523
7524 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
7525         struct isl_basic_map *bmap)
7526 {
7527         int i;
7528         struct constraint *c;
7529         unsigned total;
7530
7531         if (!bmap)
7532                 return NULL;
7533         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7534         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
7535         if (!c)
7536                 goto error;
7537         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7538                 c[i].size = total;
7539                 c[i].c = bmap->ineq[i];
7540         }
7541         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7542         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7543                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7544         free(c);
7545         return bmap;
7546 error:
7547         isl_basic_map_free(bmap);
7548         return NULL;
7549 }
7550
7551 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7552         __isl_take isl_basic_set *bset)
7553 {
7554         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7555                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7556 }
7557
7558 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7559 {
7560         if (!bmap)
7561                 return NULL;
7562         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7563                 return bmap;
7564         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7565         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7566         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7567         return bmap;
7568 }
7569
7570 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7571 {
7572         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7573                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7574 }
7575
7576 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7577         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7578 {
7579         int i, cmp;
7580         unsigned total;
7581
7582         if (bmap1 == bmap2)
7583                 return 0;
7584         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7585             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7586                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7587         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7588                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7589         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7590                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7591         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7592                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7593         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7594             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7595                 return 0;
7596         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7597                 return 1;
7598         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7599                 return -1;
7600         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7601                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7602         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7603                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7604         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7605                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7606         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7607         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7608                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7609                 if (cmp)
7610                         return cmp;
7611         }
7612         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7613                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7614                 if (cmp)
7615                         return cmp;
7616         }
7617         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7618                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7619                 if (cmp)
7620                         return cmp;
7621         }
7622         return 0;
7623 }
7624
7625 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
7626         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7627 {
7628         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
7629 }
7630
7631 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
7632         const __isl_keep isl_set *set2)
7633 {
7634         int i, cmp;
7635
7636         if (set1 == set2)
7637                 return 0;
7638         if (set1->n != set2->n)
7639                 return set1->n - set2->n;
7640
7641         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
7642                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
7643                 if (cmp)
7644                         return cmp;
7645         }
7646
7647         return 0;
7648 }
7649
7650 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7651         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7652 {
7653         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7654 }
7655
7656 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7657         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7658 {
7659         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7660                                             (isl_basic_map *)bset2);
7661 }
7662
7663 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7664 {
7665         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7666         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7667
7668         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7669 }
7670
7671 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7672  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7673  * meaning of any possible other copies of map.
7674  */
7675 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7676 {
7677         int i, j;
7678         struct isl_basic_map *bmap;
7679
7680         if (!map)
7681                 return NULL;
7682         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7683                 return map;
7684         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7685                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7686                 if (!bmap)
7687                         goto error;
7688                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7689                 map->p[i] = bmap;
7690         }
7691         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7692         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7693         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7694         if (!map)
7695                 return NULL;
7696         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7697                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7698                         continue;
7699                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7700                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7701                         map->p[j-1] = map->p[j];
7702                 map->n--;
7703         }
7704         return map;
7705 error:
7706         isl_map_free(map);
7707         return NULL;
7708
7709 }
7710
7711 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7712 {
7713         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7714 }
7715
7716 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7717 {
7718         int i;
7719         int equal;
7720
7721         if (!map1 || !map2)
7722                 return -1;
7723
7724         if (map1 == map2)
7725                 return 1;
7726         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
7727                 return 0;
7728
7729         map1 = isl_map_copy(map1);
7730         map2 = isl_map_copy(map2);
7731         map1 = isl_map_normalize(map1);
7732         map2 = isl_map_normalize(map2);
7733         if (!map1 || !map2)
7734                 goto error;
7735         equal = map1->n == map2->n;
7736         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7737                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7738                 if (equal < 0)
7739                         goto error;
7740         }
7741         isl_map_free(map1);
7742         isl_map_free(map2);
7743         return equal;
7744 error:
7745         isl_map_free(map1);
7746         isl_map_free(map2);
7747         return -1;
7748 }
7749
7750 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7751 {
7752         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7753 }
7754
7755 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7756 {
7757         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7758                                                 (struct isl_map *)set2);
7759 }
7760
7761 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7762 {
7763         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7764 }
7765
7766 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7767  */
7768 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7769         isl_int min, isl_int max)
7770 {
7771         int k;
7772         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7773
7774         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7775         if (!bset)
7776                 goto error;
7777
7778         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7779         if (k < 0)
7780                 goto error;
7781         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7782         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7783
7784         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7785         if (k < 0)
7786                 goto error;
7787         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7788         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7789
7790         return bset;
7791 error:
7792         isl_basic_set_free(bset);
7793         return NULL;
7794 }
7795
7796 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7797  */
7798 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7799         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7800 {
7801         int i;
7802         unsigned dim;
7803         unsigned nparam;
7804         unsigned extra;
7805         unsigned n_eq;
7806         unsigned n_ineq;
7807         struct isl_basic_set *product = NULL;
7808
7809         if (!list)
7810                 goto error;
7811         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7812         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7813         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7814         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7815         extra = list->p[0]->n_div;
7816         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7817         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7818         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7819                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7820                 isl_assert(list->ctx,
7821                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7822                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7823                 extra += list->p[i]->n_div;
7824                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7825                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7826         }
7827         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7828                                         n_eq, n_ineq);
7829         if (!product)
7830                 goto error;
7831         dim = 0;
7832         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7833                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7834                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7835                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7836         }
7837         isl_basic_set_list_free(list);
7838         return product;
7839 error:
7840         isl_basic_set_free(product);
7841         isl_basic_set_list_free(list);
7842         return NULL;
7843 }
7844
7845 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7846                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7847 {
7848         isl_space *dim_result = NULL;
7849         struct isl_basic_map *bmap;
7850         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7851         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7852
7853         if (!bmap1 || !bmap2)
7854                 goto error;
7855
7856         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7857                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7858         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
7859                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
7860
7861         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7862         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7863         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7864         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7865         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7866
7867         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7868         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7869         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7870         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7871         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7872         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7873         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7874         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7875         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7876         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7877         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7878
7879         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
7880                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7881                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7882                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7883         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7884         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7885         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7886         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7887 error:
7888         isl_basic_map_free(bmap1);
7889         isl_basic_map_free(bmap2);
7890         return NULL;
7891 }
7892
7893 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
7894         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7895 {
7896         isl_basic_map *prod;
7897
7898         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
7899         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
7900         return prod;
7901 }
7902
7903 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
7904         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
7905 {
7906         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
7907 }
7908
7909 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
7910         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7911 {
7912         isl_space *space_result = NULL;
7913         isl_basic_map *bmap;
7914         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
7915         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7916
7917         if (!bmap1 || !bmap2)
7918                 goto error;
7919
7920         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
7921                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
7922
7923         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7924         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
7925         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
7926         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
7927
7928         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7929         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7930         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7931         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7932         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7933         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7934         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
7935         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
7936         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
7937         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
7938         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7939
7940         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
7941                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7942                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7943                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7944         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7945         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7946         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7947         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7948 error:
7949         isl_basic_map_free(bmap1);
7950         isl_basic_map_free(bmap2);
7951         return NULL;
7952 }
7953
7954 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
7955         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
7956 {
7957         isl_space *dim_result = NULL;
7958         isl_basic_map *bmap;
7959         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
7960         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7961
7962         if (!bmap1 || !bmap2)
7963                 goto error;
7964
7965         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
7966                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
7967
7968         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
7969         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
7970         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
7971         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
7972
7973         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
7974         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7975         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
7976         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7977         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
7978         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
7979         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
7980         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
7981         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
7982         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
7983         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
7984
7985         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
7986                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
7987                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
7988                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
7989         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
7990         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
7991         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
7992         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7993 error:
7994         isl_basic_map_free(bmap1);
7995         isl_basic_map_free(bmap2);
7996         return NULL;
7997 }
7998
7999 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8000         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8001 {
8002         isl_basic_map *prod;
8003
8004         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8005         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8006         return prod;
8007 }
8008
8009 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8010         __isl_take isl_map *map2,
8011         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8012                                            __isl_take isl_space *right),
8013         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8014                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8015 {
8016         unsigned flags = 0;
8017         struct isl_map *result;
8018         int i, j;
8019
8020         if (!map1 || !map2)
8021                 goto error;
8022
8023         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8024                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8025
8026         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8027             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8028                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8029
8030         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8031                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8032                                 map1->n * map2->n, flags);
8033         if (!result)
8034                 goto error;
8035         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8036                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8037                         struct isl_basic_map *part;
8038                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8039                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8040                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8041                                 isl_basic_map_free(part);
8042                         else
8043                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8044                         if (!result)
8045                                 goto error;
8046                 }
8047         isl_map_free(map1);
8048         isl_map_free(map2);
8049         return result;
8050 error:
8051         isl_map_free(map1);
8052         isl_map_free(map2);
8053         return NULL;
8054 }
8055
8056 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8057  */
8058 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8059         __isl_take isl_map *map2)
8060 {
8061         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8062 }
8063
8064 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8065         __isl_take isl_map *map2)
8066 {
8067         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8068 }
8069
8070 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8071  */
8072 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8073         __isl_take isl_map *map2)
8074 {
8075         isl_map *prod;
8076
8077         prod = isl_map_product(map1, map2);
8078         prod = isl_map_flatten(prod);
8079         return prod;
8080 }
8081
8082 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8083  */
8084 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8085 {
8086         return isl_map_range_product(set1, set2);
8087 }
8088
8089 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8090         __isl_take isl_set *set2)
8091 {
8092         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8093 }
8094
8095 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8096  */
8097 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8098         __isl_take isl_map *map2)
8099 {
8100         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8101                                 &isl_basic_map_domain_product);
8102 }
8103
8104 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8105  */
8106 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8107         __isl_take isl_map *map2)
8108 {
8109         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8110                                 &isl_basic_map_range_product);
8111 }
8112
8113 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8114         __isl_take isl_map *map2)
8115 {
8116         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8117                                                 &map_domain_product_aligned);
8118 }
8119
8120 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8121         __isl_take isl_map *map2)
8122 {
8123         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8124                                                 &map_range_product_aligned);
8125 }
8126
8127 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8128  */
8129 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8130         __isl_take isl_map *map2)
8131 {
8132         isl_map *prod;
8133
8134         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8135         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8136         return prod;
8137 }
8138
8139 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8140  */
8141 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8142         __isl_take isl_map *map2)
8143 {
8144         isl_map *prod;
8145
8146         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8147         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8148         return prod;
8149 }
8150
8151 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8152 {
8153         int i;
8154         uint32_t hash = isl_hash_init();
8155         unsigned total;
8156
8157         if (!bmap)
8158                 return 0;
8159         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8160         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8161         if (!bmap)
8162                 return 0;
8163         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8164         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8165         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8166                 uint32_t c_hash;
8167                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8168                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8169         }
8170         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8171         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8172                 uint32_t c_hash;
8173                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8174                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8175         }
8176         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8177         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8178                 uint32_t c_hash;
8179                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8180                         continue;
8181                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8182                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8183                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8184         }
8185         isl_basic_map_free(bmap);
8186         return hash;
8187 }
8188
8189 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8190 {
8191         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8192 }
8193
8194 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8195 {
8196         int i;
8197         uint32_t hash;
8198
8199         if (!map)
8200                 return 0;
8201         map = isl_map_copy(map);
8202         map = isl_map_normalize(map);
8203         if (!map)
8204                 return 0;
8205
8206         hash = isl_hash_init();
8207         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8208                 uint32_t bmap_hash;
8209                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8210                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8211         }
8212
8213         isl_map_free(map);
8214
8215         return hash;
8216 }
8217
8218 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8219 {
8220         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8221 }
8222
8223 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8224  * by the values of the other parameters and variables.
8225  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8226  */
8227 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8228 {
8229         int i;
8230         unsigned nparam;
8231
8232         if (!bset)
8233                 return -1;
8234         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8235         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8236                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8237                         return 1;
8238         return 0;
8239 }
8240
8241 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8242  * by the values of the other parameters and variables.
8243  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8244  * for each of the subsets.
8245  */
8246 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8247 {
8248         int i;
8249
8250         if (!set)
8251                 return -1;
8252         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8253                 int unique;
8254                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8255                 if (unique != 1)
8256                         return unique;
8257         }
8258         return 1;
8259 }
8260
8261 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8262 {
8263         return set ? set->n : 0;
8264 }
8265
8266 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8267         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8268 {
8269         int i;
8270
8271         if (!map)
8272                 return -1;
8273
8274         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8275                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8276                         return -1;
8277
8278         return 0;
8279 }
8280
8281 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8282         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8283 {
8284         int i;
8285
8286         if (!set)
8287                 return -1;
8288
8289         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8290                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8291                         return -1;
8292
8293         return 0;
8294 }
8295
8296 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8297 {
8298         isl_space *dim;
8299
8300         if (!bset)
8301                 return NULL;
8302
8303         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8304         if (!bset)
8305                 return NULL;
8306
8307         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8308         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8309         if (!dim)
8310                 goto error;
8311         isl_space_free(bset->dim);
8312         bset->dim = dim;
8313         bset->extra -= bset->n_div;
8314         bset->n_div = 0;
8315
8316         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8317
8318         return bset;
8319 error:
8320         isl_basic_set_free(bset);
8321         return NULL;
8322 }
8323
8324 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8325 {
8326         int i;
8327         isl_space *dim;
8328         unsigned n_div;
8329
8330         set = isl_set_align_divs(set);
8331
8332         if (!set)
8333                 return NULL;
8334
8335         set = isl_set_cow(set);
8336         if (!set)
8337                 return NULL;
8338
8339         n_div = set->p[0]->n_div;
8340         dim = isl_set_get_space(set);
8341         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8342         if (!dim)
8343                 goto error;
8344         isl_space_free(set->dim);
8345         set->dim = dim;
8346
8347         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8348                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8349                 if (!set->p[i])
8350                         goto error;
8351         }
8352
8353         return set;
8354 error:
8355         isl_set_free(set);
8356         return NULL;
8357 }
8358
8359 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8360 {
8361         isl_space *dim;
8362         struct isl_basic_map *bmap;
8363         unsigned n_set;
8364         unsigned n_div;
8365         unsigned n_param;
8366         unsigned total;
8367         int i, k, l;
8368
8369         set = isl_set_align_divs(set);
8370
8371         if (!set)
8372                 return NULL;
8373
8374         dim = isl_set_get_space(set);
8375         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8376                 isl_set_free(set);
8377                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8378         }
8379
8380         n_div = set->p[0]->n_div;
8381         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8382         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8383         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8384         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8385         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8386         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8387                 bmap = var_equal(bmap, i);
8388
8389         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8390         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8391                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8392                 if (k < 0)
8393                         goto error;
8394                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8395                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8396                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8397                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8398                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8399                             set->p[0]->div[i][0]);
8400
8401                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8402                 if (l < 0)
8403                         goto error;
8404                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8405                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8406                             set->p[0]->div[i][0]);
8407                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8408         }
8409
8410         isl_set_free(set);
8411         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8412         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8413         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8414 error:
8415         isl_set_free(set);
8416         isl_basic_map_free(bmap);
8417         return NULL;
8418 }
8419
8420 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8421 {
8422         unsigned dim;
8423         int size = 0;
8424
8425         if (!bset)
8426                 return -1;
8427
8428         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8429         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8430         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8431         size += bset->n_div * (2 + dim);
8432
8433         return size;
8434 }
8435
8436 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8437 {
8438         int i;
8439         int size = 0;
8440
8441         if (!set)
8442                 return -1;
8443
8444         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8445                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8446
8447         return size;
8448 }
8449
8450 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8451  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8452  */
8453 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8454         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8455 {
8456         int i;
8457
8458         if (!bmap)
8459                 return -1;
8460
8461         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8462
8463         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8464
8465         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8466                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8467                         continue;
8468                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8469                         return 1;
8470         }
8471
8472         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8473                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8474                         return 1;
8475
8476         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8477                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8478                 if (sgn > 0)
8479                         lower = 1;
8480                 if (sgn < 0)
8481                         upper = 1;
8482         }
8483
8484         return lower && upper;
8485 }
8486
8487 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8488         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8489 {
8490         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
8491 }
8492
8493 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8494         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8495 {
8496         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
8497 }
8498
8499 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8500         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8501 {
8502         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
8503 }
8504
8505 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
8506         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8507 {
8508         int i;
8509
8510         if (!map)
8511                 return -1;
8512
8513         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8514                 int bounded;
8515                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
8516                 if (bounded < 0 || !bounded)
8517                         return bounded;
8518         }
8519
8520         return 1;
8521 }
8522
8523 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
8524  * and a lower bound.
8525  */
8526 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
8527         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8528 {
8529         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
8530 }
8531
8532 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
8533         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
8534         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8535                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
8536 {
8537         int i;
8538
8539         if (!map)
8540                 return -1;
8541
8542         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8543                 int bounded;
8544                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
8545                 if (bounded < 0 || bounded)
8546                         return bounded;
8547         }
8548
8549         return 0;
8550 }
8551
8552 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
8553  */
8554 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8555         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8556 {
8557         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
8558 }
8559
8560 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
8561  */
8562 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
8563         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8564 {
8565         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
8566 }
8567
8568 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
8569  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
8570  * elements of the array "signs".
8571  * Sign
8572  *      1 means that the variable is non-negative
8573  *      -1 means that the variable is non-positive
8574  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
8575  */
8576 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8577         unsigned first, unsigned n, int *signs)
8578 {
8579         isl_vec *bound = NULL;
8580         struct isl_tab *tab = NULL;
8581         struct isl_tab_undo *snap;
8582         int i;
8583
8584         if (!bset || !signs)
8585                 return -1;
8586
8587         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
8588         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
8589         if (!bound || !tab)
8590                 goto error;
8591
8592         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
8593         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
8594
8595         snap = isl_tab_snap(tab);
8596         for (i = 0; i < n; ++i) {
8597                 int empty;
8598
8599                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
8600                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8601                         goto error;
8602                 empty = tab->empty;
8603                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8604                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8605                         goto error;
8606
8607                 if (empty) {
8608                         signs[i] = 1;
8609                         continue;
8610                 }
8611
8612                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
8613                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8614                         goto error;
8615                 empty = tab->empty;
8616                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8617                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8618                         goto error;
8619
8620                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
8621         }
8622
8623         isl_tab_free(tab);
8624         isl_vec_free(bound);
8625         return 0;
8626 error:
8627         isl_tab_free(tab);
8628         isl_vec_free(bound);
8629         return -1;
8630 }
8631
8632 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8633         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
8634 {
8635         if (!bset || !signs)
8636                 return -1;
8637         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
8638                 return -1);
8639
8640         first += pos(bset->dim, type) - 1;
8641         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
8642 }
8643
8644 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
8645  * In particular, for each output dimension, check that there is
8646  * an equality that defines the output dimension in terms of
8647  * earlier dimensions.
8648  */
8649 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8650 {
8651         int i, j;
8652         unsigned total;
8653         unsigned n_out;
8654         unsigned o_out;
8655
8656         if (!bmap)
8657                 return -1;
8658
8659         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
8660         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
8661         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8662
8663         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
8664                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
8665                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
8666                                 continue;
8667                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
8668                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
8669                                 break;
8670                 }
8671                 if (j >= bmap->n_eq)
8672                         return 0;
8673         }
8674
8675         return 1;
8676 }
8677
8678 /* Check if the given map is obviously single-valued.
8679  */
8680 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8681 {
8682         if (!map)
8683                 return -1;
8684         if (map->n == 0)
8685                 return 1;
8686         if (map->n >= 2)
8687                 return 0;
8688
8689         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
8690 }
8691
8692 /* Check if the given map is single-valued.
8693  * We simply compute
8694  *
8695  *      M \circ M^-1
8696  *
8697  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
8698  */
8699 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8700 {
8701         isl_space *dim;
8702         isl_map *test;
8703         isl_map *id;
8704         int sv;
8705
8706         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8707         if (sv < 0 || sv)
8708                 return sv;
8709
8710         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
8711         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
8712
8713         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
8714         id = isl_map_identity(dim);
8715
8716         sv = isl_map_is_subset(test, id);
8717
8718         isl_map_free(test);
8719         isl_map_free(id);
8720
8721         return sv;
8722 }
8723
8724 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8725 {
8726         int in;
8727
8728         map = isl_map_copy(map);
8729         map = isl_map_reverse(map);
8730         in = isl_map_is_single_valued(map);
8731         isl_map_free(map);
8732
8733         return in;
8734 }
8735
8736 /* Check if the given map is obviously injective.
8737  */
8738 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8739 {
8740         int in;
8741
8742         map = isl_map_copy(map);
8743         map = isl_map_reverse(map);
8744         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8745         isl_map_free(map);
8746
8747         return in;
8748 }
8749
8750 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8751 {
8752         int sv;
8753
8754         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8755         if (sv < 0 || !sv)
8756                 return sv;
8757
8758         return isl_map_is_injective(map);
8759 }
8760
8761 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8762 {
8763         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8764 }
8765
8766 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8767 {
8768         int ok;
8769         isl_set *delta;
8770
8771         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8772         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8773         isl_set_free(delta);
8774
8775         return ok;
8776 }
8777
8778 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8779 {
8780         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8781                 return 0;
8782         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8783                 return 0;
8784         return 1;
8785 }
8786
8787 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8788 {
8789         int i, j;
8790         unsigned nvar;
8791         unsigned ovar;
8792
8793         if (!bset)
8794                 return -1;
8795
8796         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8797                 return 0;
8798
8799         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8800         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8801         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8802                 int lower = 0, upper = 0;
8803                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8804                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8805                                 continue;
8806                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8807                                 return 0;
8808                         break;
8809                 }
8810                 if (i < bset->n_eq)
8811                         continue;
8812                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8813                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8814                                 continue;
8815                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8816                                 return 0;
8817                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8818                                 lower = 1;
8819                         else
8820                                 upper = 1;
8821                 }
8822                 if (!lower || !upper)
8823                         return 0;
8824         }
8825
8826         return 1;
8827 }
8828
8829 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8830 {
8831         if (!set)
8832                 return -1;
8833         if (set->n != 1)
8834                 return 0;
8835
8836         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8837 }
8838
8839 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8840 {
8841         if (!bset)
8842                 return -1;
8843
8844         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
8845 }
8846
8847 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8848 {
8849         if (!set)
8850                 return -1;
8851
8852         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
8853 }
8854
8855 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8856 {
8857         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8858         if (!bmap)
8859                 return NULL;
8860
8861         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
8862         if (!bmap->dim)
8863                 goto error;
8864
8865         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8866
8867         return (isl_basic_set *)bmap;
8868 error:
8869         isl_basic_map_free(bmap);
8870         return NULL;
8871 }
8872
8873 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
8874 {
8875         int i;
8876
8877         map = isl_map_cow(map);
8878         if (!map)
8879                 return NULL;
8880
8881         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8882                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
8883                 if (!map->p[i])
8884                         goto error;
8885         }
8886         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
8887         if (!map->dim)
8888                 goto error;
8889
8890         return (isl_set *)map;
8891 error:
8892         isl_map_free(map);
8893         return NULL;
8894 }
8895
8896 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
8897 {
8898         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8899         if (!bset)
8900                 return NULL;
8901
8902         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
8903         if (!bset->dim)
8904                 goto error;
8905
8906         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8907
8908         return (isl_basic_map *)bset;
8909 error:
8910         isl_basic_set_free(bset);
8911         return NULL;
8912 }
8913
8914 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
8915 {
8916         int i;
8917
8918         if (!set)
8919                 return NULL;
8920
8921         if (!isl_set_is_wrapping(set))
8922                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
8923                         goto error);
8924
8925         set = isl_set_cow(set);
8926         if (!set)
8927                 return NULL;
8928
8929         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8930                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
8931                 if (!set->p[i])
8932                         goto error;
8933         }
8934
8935         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
8936         if (!set->dim)
8937                 goto error;
8938
8939         return (isl_map *)set;
8940 error:
8941         isl_set_free(set);
8942         return NULL;
8943 }
8944
8945 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
8946         enum isl_dim_type type)
8947 {
8948         if (!bmap)
8949                 return NULL;
8950
8951         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
8952                 return bmap;
8953
8954         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8955         if (!bmap)
8956                 return NULL;
8957
8958         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
8959         if (!bmap->dim)
8960                 goto error;
8961
8962         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8963
8964         return bmap;
8965 error:
8966         isl_basic_map_free(bmap);
8967         return NULL;
8968 }
8969
8970 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
8971         enum isl_dim_type type)
8972 {
8973         int i;
8974
8975         if (!map)
8976                 return NULL;
8977
8978         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
8979                 return map;
8980
8981         map = isl_map_cow(map);
8982         if (!map)
8983                 return NULL;
8984
8985         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8986                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
8987                 if (!map->p[i])
8988                         goto error;
8989         }
8990         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
8991         if (!map->dim)
8992                 goto error;
8993
8994         return map;
8995 error:
8996         isl_map_free(map);
8997         return NULL;
8998 }
8999
9000 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9001 {
9002         if (!bmap)
9003                 return NULL;
9004
9005         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9006                 return bmap;
9007
9008         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9009         if (!bmap)
9010                 return NULL;
9011
9012         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9013         if (!bmap->dim)
9014                 goto error;
9015
9016         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9017
9018         return bmap;
9019 error:
9020         isl_basic_map_free(bmap);
9021         return NULL;
9022 }
9023
9024 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9025 {
9026         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9027 }
9028
9029 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9030         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9031 {
9032         if (!bmap)
9033                 return NULL;
9034
9035         if (!bmap->dim->nested[0])
9036                 return bmap;
9037
9038         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9039         if (!bmap)
9040                 return NULL;
9041
9042         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9043         if (!bmap->dim)
9044                 goto error;
9045
9046         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9047
9048         return bmap;
9049 error:
9050         isl_basic_map_free(bmap);
9051         return NULL;
9052 }
9053
9054 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9055         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9056 {
9057         if (!bmap)
9058                 return NULL;
9059
9060         if (!bmap->dim->nested[1])
9061                 return bmap;
9062
9063         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9064         if (!bmap)
9065                 return NULL;
9066
9067         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9068         if (!bmap->dim)
9069                 goto error;
9070
9071         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9072
9073         return bmap;
9074 error:
9075         isl_basic_map_free(bmap);
9076         return NULL;
9077 }
9078
9079 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9080 {
9081         int i;
9082
9083         if (!map)
9084                 return NULL;
9085
9086         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9087                 return map;
9088
9089         map = isl_map_cow(map);
9090         if (!map)
9091                 return NULL;
9092
9093         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9094                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9095                 if (!map->p[i])
9096                         goto error;
9097         }
9098         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9099         if (!map->dim)
9100                 goto error;
9101
9102         return map;
9103 error:
9104         isl_map_free(map);
9105         return NULL;
9106 }
9107
9108 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9109 {
9110         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9111 }
9112
9113 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9114 {
9115         isl_space *dim, *flat_dim;
9116         isl_map *map;
9117
9118         dim = isl_set_get_space(set);
9119         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9120         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9121         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9122
9123         return map;
9124 }
9125
9126 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9127 {
9128         int i;
9129
9130         if (!map)
9131                 return NULL;
9132
9133         if (!map->dim->nested[0])
9134                 return map;
9135
9136         map = isl_map_cow(map);
9137         if (!map)
9138                 return NULL;
9139
9140         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9141                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9142                 if (!map->p[i])
9143                         goto error;
9144         }
9145         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9146         if (!map->dim)
9147                 goto error;
9148
9149         return map;
9150 error:
9151         isl_map_free(map);
9152         return NULL;
9153 }
9154
9155 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9156 {
9157         int i;
9158
9159         if (!map)
9160                 return NULL;
9161
9162         if (!map->dim->nested[1])
9163                 return map;
9164
9165         map = isl_map_cow(map);
9166         if (!map)
9167                 return NULL;
9168
9169         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9170                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9171                 if (!map->p[i])
9172                         goto error;
9173         }
9174         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9175         if (!map->dim)
9176                 goto error;
9177
9178         return map;
9179 error:
9180         isl_map_free(map);
9181         return NULL;
9182 }
9183
9184 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9185  * and set the dimension specification to "dim".
9186  */
9187 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9188         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9189 {
9190         isl_basic_map *res;
9191
9192         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9193         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9194                 goto error;
9195
9196         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9197                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9198         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9199         res = isl_basic_map_finalize(res);
9200         return res;
9201 error:
9202         free(dim_map);
9203         isl_basic_map_free(bmap);
9204         isl_space_free(dim);
9205         return NULL;
9206 }
9207
9208 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9209  */
9210 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9211         __isl_take isl_reordering *r)
9212 {
9213         int i;
9214         struct isl_dim_map *dim_map;
9215
9216         map = isl_map_cow(map);
9217         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9218         if (!map || !r || !dim_map)
9219                 goto error;
9220
9221         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9222                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9223
9224                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9225
9226                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9227                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9228
9229                 if (!map->p[i])
9230                         goto error;
9231         }
9232
9233         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9234
9235         isl_reordering_free(r);
9236         free(dim_map);
9237         return map;
9238 error:
9239         free(dim_map);
9240         isl_map_free(map);
9241         isl_reordering_free(r);
9242         return NULL;
9243 }
9244
9245 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9246         __isl_take isl_reordering *r)
9247 {
9248         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9249 }
9250
9251 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9252         __isl_take isl_space *model)
9253 {
9254         isl_ctx *ctx;
9255
9256         if (!map || !model)
9257                 goto error;
9258
9259         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9260         if (!isl_space_has_named_params(model))
9261                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9262                         "model has unnamed parameters", goto error);
9263         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9264                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9265                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9266         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9267                 isl_reordering *exp;
9268
9269                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9270                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9271                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9272                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9273                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9274                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9275                 map = isl_map_realign(map, exp);
9276         }
9277
9278         isl_space_free(model);
9279         return map;
9280 error:
9281         isl_space_free(model);
9282         isl_map_free(map);
9283         return NULL;
9284 }
9285
9286 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9287         __isl_take isl_space *model)
9288 {
9289         return isl_map_align_params(set, model);
9290 }
9291
9292 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9293                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9294                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9295                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9296 {
9297         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9298         struct isl_mat *mat;
9299         int i, j, k;
9300         int pos;
9301
9302         if (!bmap)
9303                 return NULL;
9304         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9305                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9306         if (!mat)
9307                 return NULL;
9308         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9309                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9310                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9311                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9312                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9313                                             bmap->eq[i][off + k]);
9314                                 ++pos;
9315                         }
9316                 }
9317
9318         return mat;
9319 }
9320
9321 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9322                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9323                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9324                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9325 {
9326         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9327         struct isl_mat *mat;
9328         int i, j, k;
9329         int pos;
9330
9331         if (!bmap)
9332                 return NULL;
9333         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9334                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9335         if (!mat)
9336                 return NULL;
9337         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9338                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9339                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9340                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9341                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9342                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9343                                 ++pos;
9344                         }
9345                 }
9346
9347         return mat;
9348 }
9349
9350 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9351         __isl_take isl_space *dim,
9352         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9353         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9354         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9355 {
9356         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9357         isl_basic_map *bmap;
9358         unsigned total;
9359         unsigned extra;
9360         int i, j, k, l;
9361         int pos;
9362
9363         if (!dim || !eq || !ineq)
9364                 goto error;
9365
9366         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9367                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9368                         "equalities and inequalities matrices should have "
9369                         "same number of columns", goto error);
9370
9371         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9372
9373         if (eq->n_col < total)
9374                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9375                         "number of columns too small", goto error);
9376
9377         extra = eq->n_col - total;
9378
9379         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9380                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9381         if (!bmap)
9382                 goto error;
9383         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9384                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9385                 if (k < 0)
9386                         goto error;
9387                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
9388         }
9389         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
9390                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9391                 if (l < 0)
9392                         goto error;
9393                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9394                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9395                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9396                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k],
9397                                             eq->row[i][pos]);
9398                                 ++pos;
9399                         }
9400                 }
9401         }
9402         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
9403                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9404                 if (l < 0)
9405                         goto error;
9406                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9407                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9408                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9409                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k],
9410                                             ineq->row[i][pos]);
9411                                 ++pos;
9412                         }
9413                 }
9414         }
9415
9416         isl_space_free(dim);
9417         isl_mat_free(eq);
9418         isl_mat_free(ineq);
9419
9420         return bmap;
9421 error:
9422         isl_space_free(dim);
9423         isl_mat_free(eq);
9424         isl_mat_free(ineq);
9425         return NULL;
9426 }
9427
9428 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
9429         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9430         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9431 {
9432         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9433                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9434 }
9435
9436 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
9437         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9438         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9439 {
9440         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9441                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9442 }
9443
9444 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
9445         __isl_take isl_space *dim,
9446         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9447         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9448 {
9449         return (isl_basic_set*)
9450             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
9451                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9452 }
9453
9454 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9455 {
9456         if (!bmap)
9457                 return -1;
9458
9459         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
9460 }
9461
9462 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
9463 {
9464         if (!map)
9465                 return -1;
9466
9467         return isl_space_can_zip(map->dim);
9468 }
9469
9470 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
9471  * (A -> C) -> (B -> D).
9472  */
9473 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9474 {
9475         unsigned pos;
9476         unsigned n1;
9477         unsigned n2;
9478
9479         if (!bmap)
9480                 return NULL;
9481
9482         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
9483                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
9484                         "basic map cannot be zipped", goto error);
9485         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
9486                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
9487         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
9488         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
9489         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
9490         if (!bmap)
9491                 return NULL;
9492         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
9493         if (!bmap->dim)
9494                 goto error;
9495         return bmap;
9496 error:
9497         isl_basic_map_free(bmap);
9498         return NULL;
9499 }
9500
9501 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
9502  * (A -> C) -> (B -> D).
9503  */
9504 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
9505 {
9506         int i;
9507
9508         if (!map)
9509                 return NULL;
9510
9511         if (!isl_map_can_zip(map))
9512                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
9513                         goto error);
9514
9515         map = isl_map_cow(map);
9516         if (!map)
9517                 return NULL;
9518
9519         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9520                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
9521                 if (!map->p[i])
9522                         goto error;
9523         }
9524
9525         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
9526         if (!map->dim)
9527                 goto error;
9528
9529         return map;
9530 error:
9531         isl_map_free(map);
9532         return NULL;
9533 }
9534
9535 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
9536  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
9537  */
9538 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
9539 {
9540         int k;
9541         int pos;
9542         isl_local_space *ls;
9543         isl_basic_map *bmap;
9544
9545         if (!aff)
9546                 return NULL;
9547
9548         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
9549         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
9550         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
9551         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9552         if (k < 0)
9553                 goto error;
9554
9555         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9556         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
9557         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
9558         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
9559                     aff->v->size - (pos + 1));
9560
9561         isl_aff_free(aff);
9562         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9563         return bmap;
9564 error:
9565         isl_aff_free(aff);
9566         isl_basic_map_free(bmap);
9567         return NULL;
9568 }
9569
9570 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
9571  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
9572  * where each coordinate in the range is prescribed by the
9573  * corresponding affine expression.
9574  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
9575  * domain_dim.
9576  */
9577 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
9578         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
9579 {
9580         int i;
9581         isl_space *dim;
9582         isl_basic_map *bmap;
9583
9584         if (!list)
9585                 return NULL;
9586
9587         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
9588         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
9589
9590         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
9591                 isl_aff *aff;
9592                 isl_basic_map *bmap_i;
9593
9594                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
9595                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
9596
9597                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
9598         }
9599
9600         isl_aff_list_free(list);
9601         return bmap;
9602 }
9603
9604 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
9605         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9606 {
9607         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
9608 }
9609
9610 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
9611  */
9612 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
9613         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9614 {
9615         isl_basic_map *bmap = NULL;
9616         int i;
9617
9618         if (!map)
9619                 return NULL;
9620
9621         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9622                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9623                         "index out of bounds", goto error);
9624         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9625                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9626                         "index out of bounds", goto error);
9627
9628         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
9629         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9630         if (i < 0)
9631                 goto error;
9632         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9633         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9634         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9635         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
9636         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9637         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9638
9639         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9640
9641         return map;
9642 error:
9643         isl_basic_map_free(bmap);
9644         isl_map_free(map);
9645         return NULL;
9646 }
9647
9648 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
9649  */
9650 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
9651         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9652 {
9653         isl_basic_map *bmap = NULL;
9654         int i;
9655
9656         if (!map)
9657                 return NULL;
9658
9659         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9660                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9661                         "index out of bounds", goto error);
9662         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9663                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9664                         "index out of bounds", goto error);
9665
9666         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
9667         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9668         if (i < 0)
9669                 goto error;
9670         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9671         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9672         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9673         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
9674         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9675         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9676
9677         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9678
9679         return map;
9680 error:
9681         isl_basic_map_free(bmap);
9682         isl_map_free(map);
9683         return NULL;
9684 }
9685
9686 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9687         int pos)
9688 {
9689         isl_aff *div;
9690         isl_local_space *ls;
9691
9692         if (!bmap)
9693                 return NULL;
9694
9695         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
9696                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
9697                         "some divs are unknown", return NULL);
9698
9699         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
9700         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
9701         isl_local_space_free(ls);
9702
9703         return div;
9704 }
9705
9706 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9707         int pos)
9708 {
9709         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
9710 }