isl_basic_map_involves_dims: double-check divs
[platform/upstream/isl.git] / 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 #include <isl_options_private.h>
34
35 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
36 {
37         switch (type) {
38         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
39         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
40         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
41         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
42         default:                return 0;
43         }
44 }
45
46 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
47 {
48         switch (type) {
49         case isl_dim_param:     return 1;
50         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
51         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
52         default:                return 0;
53         }
54 }
55
56 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
57                                 enum isl_dim_type type)
58 {
59         if (!bmap)
60                 return 0;
61         switch (type) {
62         case isl_dim_cst:       return 1;
63         case isl_dim_param:
64         case isl_dim_in:
65         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
66         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
67         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
68         default:                return 0;
69         }
70 }
71
72 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
73 {
74         return map ? n(map->dim, type) : 0;
75 }
76
77 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
78 {
79         return set ? n(set->dim, type) : 0;
80 }
81
82 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
83                                         enum isl_dim_type type)
84 {
85         isl_space *dim = bmap->dim;
86         switch (type) {
87         case isl_dim_cst:       return 0;
88         case isl_dim_param:     return 1;
89         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
90         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
91         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
92         default:                return 0;
93         }
94 }
95
96 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
97                                         enum isl_dim_type type)
98 {
99         return isl_basic_map_offset(bset, type);
100 }
101
102 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
103 {
104         return pos(map->dim, type);
105 }
106
107 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
108                                 enum isl_dim_type type)
109 {
110         return isl_basic_map_dim(bset, type);
111 }
112
113 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
114 {
115         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
116 }
117
118 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
119 {
120         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
121 }
122
123 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
124 {
125         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
126 }
127
128 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
129 {
130         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
131 }
132
133 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
134 {
135         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
136 }
137
138 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
139 {
140         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
141 }
142
143 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
144 {
145         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
146 }
147
148 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
149 {
150         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
151 }
152
153 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
154 {
155         return bmap ? bmap->n_div : 0;
156 }
157
158 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
159 {
160         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
161 }
162
163 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
164 {
165         return map ? map->dim->n_in : 0;
166 }
167
168 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
169 {
170         return map ? map->dim->n_out : 0;
171 }
172
173 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
174 {
175         return map ? map->dim->nparam : 0;
176 }
177
178 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
179 {
180         int m;
181         if (!map || !set)
182                 return -1;
183         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
184         if (m < 0 || !m)
185                 return m;
186         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
187 }
188
189 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
190                 struct isl_basic_set *bset)
191 {
192         int m;
193         if (!bmap || !bset)
194                 return -1;
195         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
196         if (m < 0 || !m)
197                 return m;
198         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
199 }
200
201 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
202 {
203         int m;
204         if (!map || !set)
205                 return -1;
206         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
207         if (m < 0 || !m)
208                 return m;
209         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
210 }
211
212 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
213                 struct isl_basic_set *bset)
214 {
215         int m;
216         if (!bmap || !bset)
217                 return -1;
218         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
219         if (m < 0 || !m)
220                 return m;
221         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
222 }
223
224 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
225 {
226         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
227 }
228
229 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
230 {
231         return bset ? bset->ctx : NULL;
232 }
233
234 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
235 {
236         return map ? map->ctx : NULL;
237 }
238
239 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
240 {
241         return set ? set->ctx : NULL;
242 }
243
244 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
245 {
246         if (!bmap)
247                 return NULL;
248         return isl_space_copy(bmap->dim);
249 }
250
251 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
252 {
253         if (!bset)
254                 return NULL;
255         return isl_space_copy(bset->dim);
256 }
257
258 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
259         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
260 {
261         int i;
262         isl_local_space *ls;
263         unsigned total;
264
265         if (!bmap)
266                 return NULL;
267
268         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
269         ls = isl_local_space_alloc(isl_space_copy(bmap->dim), bmap->n_div);
270         if (!ls)
271                 return NULL;
272
273         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
274                 isl_seq_cpy(ls->div->row[i], bmap->div[i], 2 + total);
275
276         return ls;
277 }
278
279 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
280         __isl_keep isl_basic_set *bset)
281 {
282         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
283 }
284
285 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
286         __isl_take isl_local_space *ls)
287 {
288         int i;
289         int n_div;
290         isl_basic_map *bmap;
291
292         if (!ls)
293                 return NULL;
294
295         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
296         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
297                                         n_div, 0, 2 * n_div);
298
299         for (i = 0; i < n_div; ++i)
300                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
301                         goto error;
302
303         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
304                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
305                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
306                         goto error;
307         }
308                                         
309         isl_local_space_free(ls);
310         return bmap;
311 error:
312         isl_local_space_free(ls);
313         isl_basic_map_free(bmap);
314         return NULL;
315 }
316
317 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
318         __isl_take isl_local_space *ls)
319 {
320         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
321 }
322
323 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
324 {
325         if (!map)
326                 return NULL;
327         return isl_space_copy(map->dim);
328 }
329
330 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
331 {
332         if (!set)
333                 return NULL;
334         return isl_space_copy(set->dim);
335 }
336
337 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
338         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
339 {
340         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
341         if (!bmap)
342                 return NULL;
343         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
344         if (!bmap->dim)
345                 goto error;
346         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
347         return bmap;
348 error:
349         isl_basic_map_free(bmap);
350         return NULL;
351 }
352
353 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
354         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
355 {
356         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
357 }
358
359 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
360         enum isl_dim_type type)
361 {
362         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
363 }
364
365 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
366         enum isl_dim_type type, const char *s)
367 {
368         int i;
369
370         map = isl_map_cow(map);
371         if (!map)
372                 return NULL;
373
374         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
375         if (!map->dim)
376                 goto error;
377
378         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
379                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
380                 if (!map->p[i])
381                         goto error;
382         }
383
384         return map;
385 error:
386         isl_map_free(map);
387         return NULL;
388 }
389
390 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
391         enum isl_dim_type type)
392 {
393         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
394 }
395
396 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
397         const char *s)
398 {
399         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
400 }
401
402 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
403         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
404 {
405         map = isl_map_cow(map);
406         if (!map)
407                 return isl_id_free(id);
408
409         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
410
411         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
412 }
413
414 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
415         __isl_take isl_id *id)
416 {
417         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
418 }
419
420 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
421         enum isl_dim_type type)
422 {
423         map = isl_map_cow(map);
424         if (!map)
425                 return NULL;
426
427         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
428
429         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
430 }
431
432 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
433 {
434         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
435 }
436
437 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
438 {
439         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
440 }
441
442 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
443         enum isl_dim_type type)
444 {
445         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
446 }
447
448 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
449 {
450         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
451 }
452
453 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
454 {
455         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
456 }
457
458 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
459 {
460         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
461 }
462
463 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
464 {
465         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
466 }
467
468 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
469         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
470 {
471         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
472 }
473
474 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
475         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
476 {
477         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
478 }
479
480 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
481         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
482 {
483         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
484 }
485
486 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
487         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
488 {
489         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
490 }
491
492 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
493         __isl_take isl_basic_map *bmap,
494         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
495 {
496         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
497         if (!bmap)
498                 return NULL;
499         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
500         if (!bmap->dim)
501                 goto error;
502         return bmap;
503 error:
504         isl_basic_map_free(bmap);
505         return NULL;
506 }
507
508 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
509         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
510 {
511         int i;
512
513         map = isl_map_cow(map);
514         if (!map)
515                 return NULL;
516
517         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
518         if (!map->dim)
519                 goto error;
520
521         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
522                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
523                 if (!map->p[i])
524                         goto error;
525         }
526
527         return map;
528 error:
529         isl_map_free(map);
530         return NULL;
531 }
532
533 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
534         __isl_take isl_basic_set *bset,
535         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
536 {
537         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
538                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
539 }
540
541 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
542         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
543 {
544         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
545 }
546
547 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
548         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
549 {
550         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
551 }
552
553 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
554         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
555 {
556         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
557 }
558
559 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
560         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
561 {
562         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
563 }
564
565 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
566         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
567 {
568         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
569 }
570
571 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
572         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
573 {
574         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
575 }
576
577 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
578         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
579 {
580         map = isl_map_cow(map);
581         if (!map)
582                 return isl_id_free(id);
583
584         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
585
586         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
587 }
588
589 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
590         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
591 {
592         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
593 }
594
595 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
596         __isl_keep isl_id *id)
597 {
598         if (!map)
599                 return -1;
600         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
601 }
602
603 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
604         __isl_keep isl_id *id)
605 {
606         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
607 }
608
609 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
610         const char *name)
611 {
612         if (!map)
613                 return -1;
614         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
615 }
616
617 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
618 {
619         if (!bmap)
620                 return -1;
621         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
622 }
623
624 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
625 {
626         return isl_basic_map_is_rational(bset);
627 }
628
629 /* Is this basic set a parameter domain?
630  */
631 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
632 {
633         if (!bset)
634                 return -1;
635         return isl_space_is_params(bset->dim);
636 }
637
638 /* Is this set a parameter domain?
639  */
640 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
641 {
642         if (!set)
643                 return -1;
644         return isl_space_is_params(set->dim);
645 }
646
647 /* Is this map actually a parameter domain?
648  * Users should never call this function.  Outside of isl,
649  * a map can never be a parameter domain.
650  */
651 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
652 {
653         if (!map)
654                 return -1;
655         return isl_space_is_params(map->dim);
656 }
657
658 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
659                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
660                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
661 {
662         int i;
663         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
664
665         bmap->ctx = ctx;
666         isl_ctx_ref(ctx);
667
668         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
669         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
670                 goto error;
671
672         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
673         if (!bmap->ineq)
674                 goto error;
675
676         if (extra == 0) {
677                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
678                 bmap->div = NULL;
679         } else {
680                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
681                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
682                         goto error;
683
684                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
685                 if (!bmap->div)
686                         goto error;
687         }
688
689         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
690                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
691
692         for (i = 0; i < extra; ++i)
693                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
694
695         bmap->ref = 1;
696         bmap->flags = 0;
697         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
698         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
699         bmap->extra = extra;
700         bmap->n_eq = 0;
701         bmap->n_ineq = 0;
702         bmap->n_div = 0;
703         bmap->sample = NULL;
704
705         return bmap;
706 error:
707         isl_basic_map_free(bmap);
708         return NULL;
709 }
710
711 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
712                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
713                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
714 {
715         struct isl_basic_map *bmap;
716         isl_space *space;
717
718         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
719         if (!space)
720                 return NULL;
721
722         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
723         return (struct isl_basic_set *)bmap;
724 }
725
726 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
727                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
728 {
729         struct isl_basic_map *bmap;
730         if (!dim)
731                 return NULL;
732         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
733         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
734         return (struct isl_basic_set *)bmap;
735 error:
736         isl_space_free(dim);
737         return NULL;
738 }
739
740 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
741                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
742 {
743         struct isl_basic_map *bmap;
744
745         if (!dim)
746                 return NULL;
747         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
748         if (!bmap)
749                 goto error;
750         bmap->dim = dim;
751
752         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
753 error:
754         isl_space_free(dim);
755         return NULL;
756 }
757
758 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
759                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
760                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
761 {
762         struct isl_basic_map *bmap;
763         isl_space *dim;
764
765         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
766         if (!dim)
767                 return NULL;
768
769         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
770         return bmap;
771 }
772
773 static void dup_constraints(
774                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
775 {
776         int i;
777         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
778
779         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
780                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
781                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
782         }
783
784         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
785                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
786                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
787         }
788
789         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
790                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
791                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
792         }
793         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
794 }
795
796 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
797 {
798         struct isl_basic_map *dup;
799
800         if (!bmap)
801                 return NULL;
802         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
803                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
804         if (!dup)
805                 return NULL;
806         dup_constraints(dup, bmap);
807         dup->flags = bmap->flags;
808         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
809         return dup;
810 }
811
812 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
813 {
814         struct isl_basic_map *dup;
815
816         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
817         return (struct isl_basic_set *)dup;
818 }
819
820 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
821 {
822         if (!bset)
823                 return NULL;
824
825         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
826                 bset->ref++;
827                 return bset;
828         }
829         return isl_basic_set_dup(bset);
830 }
831
832 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
833 {
834         if (!set)
835                 return NULL;
836
837         set->ref++;
838         return set;
839 }
840
841 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
842 {
843         if (!bmap)
844                 return NULL;
845
846         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
847                 bmap->ref++;
848                 return bmap;
849         }
850         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
851         if (bmap)
852                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
853         return bmap;
854 }
855
856 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
857 {
858         if (!map)
859                 return NULL;
860
861         map->ref++;
862         return map;
863 }
864
865 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
866 {
867         if (!bmap)
868                 return;
869
870         if (--bmap->ref > 0)
871                 return;
872
873         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
874         free(bmap->div);
875         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
876         free(bmap->ineq);
877         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
878         isl_vec_free(bmap->sample);
879         isl_space_free(bmap->dim);
880         free(bmap);
881 }
882
883 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
884 {
885         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
886 }
887
888 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
889 {
890         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
891 }
892
893 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
894         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
895         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
896                                     __isl_take isl_map *map2))
897 {
898         if (!map1 || !map2)
899                 goto error;
900         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
901                 return fn(map1, map2);
902         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
903             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
904                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
905                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
906         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
907         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
908         return fn(map1, map2);
909 error:
910         isl_map_free(map1);
911         isl_map_free(map2);
912         return NULL;
913 }
914
915 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
916         __isl_keep isl_map *map2,
917         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
918 {
919         int r;
920
921         if (!map1 || !map2)
922                 return -1;
923         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
924                 return fn(map1, map2);
925         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
926             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
927                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
928                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
929         map1 = isl_map_copy(map1);
930         map2 = isl_map_copy(map2);
931         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
932         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
933         r = fn(map1, map2);
934         isl_map_free(map1);
935         isl_map_free(map2);
936         return r;
937 }
938
939 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
940 {
941         struct isl_ctx *ctx;
942         if (!bmap)
943                 return -1;
944         ctx = bmap->ctx;
945         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
946         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
947                         return -1);
948         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
949         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
950         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
951         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
952         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
953         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
954                 isl_int *t;
955                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
956                 if (j < 0)
957                         return -1;
958                 t = bmap->ineq[j];
959                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
960                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
961                 bmap->eq[-1] = t;
962                 bmap->n_eq++;
963                 bmap->n_ineq--;
964                 bmap->eq--;
965                 return 0;
966         }
967         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
968                       bmap->extra - bmap->n_div);
969         return bmap->n_eq++;
970 }
971
972 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
973 {
974         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
975 }
976
977 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
978 {
979         if (!bmap)
980                 return -1;
981         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
982         bmap->n_eq -= n;
983         return 0;
984 }
985
986 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
987 {
988         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
989 }
990
991 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
992 {
993         isl_int *t;
994         if (!bmap)
995                 return -1;
996         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
997
998         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
999                 t = bmap->eq[pos];
1000                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1001                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1002         }
1003         bmap->n_eq--;
1004         return 0;
1005 }
1006
1007 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1008 {
1009         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1010 }
1011
1012 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1013                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1014 {
1015         isl_int *t;
1016
1017         t = bmap->ineq[pos];
1018         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1019         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1020         bmap->eq[-1] = t;
1021         bmap->n_eq++;
1022         bmap->n_ineq--;
1023         bmap->eq--;
1024         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1025         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1026         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1027         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1028 }
1029
1030 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1031 {
1032         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1033 }
1034
1035 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1036 {
1037         struct isl_ctx *ctx;
1038         if (!bmap)
1039                 return -1;
1040         ctx = bmap->ctx;
1041         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1042         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1043         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1044         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1045         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1046         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1047                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1048                       bmap->extra - bmap->n_div);
1049         return bmap->n_ineq++;
1050 }
1051
1052 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1053 {
1054         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1055 }
1056
1057 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1058 {
1059         if (!bmap)
1060                 return -1;
1061         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1062         bmap->n_ineq -= n;
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1067 {
1068         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1069 }
1070
1071 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1072 {
1073         isl_int *t;
1074         if (!bmap)
1075                 return -1;
1076         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1077
1078         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1079                 t = bmap->ineq[pos];
1080                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1081                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1082                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1083         }
1084         bmap->n_ineq--;
1085         return 0;
1086 }
1087
1088 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1089 {
1090         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1091 }
1092
1093 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1094         isl_int *eq)
1095 {
1096         int k;
1097
1098         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1099         if (!bmap)
1100                 return NULL;
1101         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1102         if (k < 0)
1103                 goto error;
1104         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1105         return bmap;
1106 error:
1107         isl_basic_map_free(bmap);
1108         return NULL;
1109 }
1110
1111 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1112         isl_int *eq)
1113 {
1114         return (isl_basic_set *)
1115                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1116 }
1117
1118 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1119         isl_int *ineq)
1120 {
1121         int k;
1122
1123         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1124         if (!bmap)
1125                 return NULL;
1126         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1127         if (k < 0)
1128                 goto error;
1129         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1130         return bmap;
1131 error:
1132         isl_basic_map_free(bmap);
1133         return NULL;
1134 }
1135
1136 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1137         isl_int *ineq)
1138 {
1139         return (isl_basic_set *)
1140                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1141 }
1142
1143 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1144 {
1145         if (!bmap)
1146                 return -1;
1147         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1148         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1149                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1150                       bmap->extra - bmap->n_div);
1151         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1152         return bmap->n_div++;
1153 }
1154
1155 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1156 {
1157         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1158 }
1159
1160 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1161 {
1162         if (!bmap)
1163                 return -1;
1164         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1165         bmap->n_div -= n;
1166         return 0;
1167 }
1168
1169 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1170 {
1171         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1172 }
1173
1174 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1175  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1176  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1177  * variables.
1178  */
1179 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1180                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1181                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1182 {
1183         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1184         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1185         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1186         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1187         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1188         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1189         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1190         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1191         if (dst_nparam > src_nparam)
1192                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1193                                 dst_nparam - src_nparam);
1194         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1195         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1196                     src+1+src_nparam,
1197                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1198         if (dst_in-in_off > src_in)
1199                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1200                                 dst_in - in_off - src_in);
1201         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1202         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1203                     src+1+src_nparam+src_in,
1204                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1205         if (dst_out-out_off > src_out)
1206                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1207                                 dst_out - out_off - src_out);
1208         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1209         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1210                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1211                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1212         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1213                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1214                                 div_off+src_map->n_div,
1215                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1216 }
1217
1218 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1219                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1220                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1221 {
1222         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1223         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1224 }
1225
1226 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1227                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1228 {
1229         int i;
1230         unsigned div_off;
1231
1232         if (!bmap1 || !bmap2)
1233                 goto error;
1234
1235         div_off = bmap1->n_div;
1236
1237         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1238                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1239                 if (i1 < 0)
1240                         goto error;
1241                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1242                                 i_pos, o_pos, div_off);
1243         }
1244
1245         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1246                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1247                 if (i1 < 0)
1248                         goto error;
1249                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1250                                 i_pos, o_pos, div_off);
1251         }
1252
1253         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1254                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1255                 if (i1 < 0)
1256                         goto error;
1257                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1258                          i_pos, o_pos, div_off);
1259         }
1260
1261         isl_basic_map_free(bmap2);
1262
1263         return bmap1;
1264
1265 error:
1266         isl_basic_map_free(bmap1);
1267         isl_basic_map_free(bmap2);
1268         return NULL;
1269 }
1270
1271 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1272                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1273 {
1274         return (struct isl_basic_set *)
1275                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1276                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1277 }
1278
1279 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1280                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1281                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1282 {
1283         struct isl_basic_map *ext;
1284         unsigned flags;
1285         int dims_ok;
1286
1287         if (!dim)
1288                 goto error;
1289
1290         if (!base)
1291                 goto error;
1292
1293         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1294                   base->extra >= base->n_div + extra;
1295
1296         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1297                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1298                 isl_space_free(dim);
1299                 return base;
1300         }
1301
1302         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1303         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1304         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1305         extra += base->extra;
1306         n_eq += base->n_eq;
1307         n_ineq += base->n_ineq;
1308
1309         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1310         dim = NULL;
1311         if (!ext)
1312                 goto error;
1313
1314         if (dims_ok)
1315                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1316         flags = base->flags;
1317         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1318         if (ext) {
1319                 ext->flags = flags;
1320                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1321         }
1322
1323         return ext;
1324
1325 error:
1326         isl_space_free(dim);
1327         isl_basic_map_free(base);
1328         return NULL;
1329 }
1330
1331 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1332                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1333                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1334 {
1335         return (struct isl_basic_set *)
1336                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1337                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1338 }
1339
1340 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1341                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1342 {
1343         if (!base)
1344                 return NULL;
1345         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1346                                         0, n_eq, n_ineq);
1347 }
1348
1349 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1350                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1351                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1352 {
1353         struct isl_basic_map *bmap;
1354         isl_space *dim;
1355
1356         if (!base)
1357                 return NULL;
1358         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1359         if (!dim)
1360                 goto error;
1361
1362         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1363         return bmap;
1364 error:
1365         isl_basic_map_free(base);
1366         return NULL;
1367 }
1368
1369 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1370                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1371                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1372 {
1373         return (struct isl_basic_set *)
1374                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1375                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1376 }
1377
1378 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1379                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1380 {
1381         return (struct isl_basic_set *)
1382                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1383                                                     n_eq, n_ineq);
1384 }
1385
1386 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1387 {
1388         return (struct isl_basic_set *)
1389                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1390 }
1391
1392 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1393 {
1394         if (!bmap)
1395                 return NULL;
1396
1397         if (bmap->ref > 1) {
1398                 bmap->ref--;
1399                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1400         }
1401         if (bmap)
1402                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1403         return bmap;
1404 }
1405
1406 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1407 {
1408         if (!set)
1409                 return NULL;
1410
1411         if (set->ref == 1)
1412                 return set;
1413         set->ref--;
1414         return isl_set_dup(set);
1415 }
1416
1417 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1418 {
1419         if (!map)
1420                 return NULL;
1421
1422         if (map->ref == 1)
1423                 return map;
1424         map->ref--;
1425         return isl_map_dup(map);
1426 }
1427
1428 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1429                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1430 {
1431         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1432         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1433         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1434 }
1435
1436 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1437         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1438 {
1439         int i;
1440         struct isl_blk blk;
1441
1442         if (!bmap)
1443                 goto error;
1444
1445         isl_assert(bmap->ctx,
1446                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1447
1448         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1449                 return bmap;
1450
1451         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1452         if (!bmap)
1453                 return NULL;
1454
1455         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1456         if (isl_blk_is_error(blk))
1457                 goto error;
1458
1459         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1460                 swap_vars(blk,
1461                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1462
1463         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1464                 swap_vars(blk,
1465                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1466
1467         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1468                 swap_vars(blk,
1469                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1470
1471         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1472
1473         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1474         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1475         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1476 error:
1477         isl_basic_map_free(bmap);
1478         return NULL;
1479 }
1480
1481 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1482         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1483 {
1484         unsigned dim;
1485         unsigned nparam;
1486
1487         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1488         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1489         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1490
1491         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1492 error:
1493         isl_basic_set_free(bset);
1494         return NULL;
1495 }
1496
1497 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1498 {
1499         int i = 0;
1500         unsigned total;
1501         if (!bmap)
1502                 goto error;
1503         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1504         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1505         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1506         if (bmap->n_eq > 0)
1507                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1508         else {
1509                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1510                 if (i < 0)
1511                         goto error;
1512         }
1513         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1514         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1515         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1516         isl_vec_free(bmap->sample);
1517         bmap->sample = NULL;
1518         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1519 error:
1520         isl_basic_map_free(bmap);
1521         return NULL;
1522 }
1523
1524 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1525 {
1526         return (struct isl_basic_set *)
1527                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1528 }
1529
1530 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1531 {
1532         int i;
1533         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1534         isl_int *t = bmap->div[a];
1535         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1536         bmap->div[b] = t;
1537
1538         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1539                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1540
1541         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1542                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1543
1544         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1545                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1546         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1547 }
1548
1549 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1550  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1551  * are not removed.
1552  */
1553 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1554         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1555 {
1556         int i;
1557
1558         if (!map)
1559                 return NULL;
1560         if (n == 0)
1561                 return map;
1562
1563         map = isl_map_cow(map);
1564         if (!map)
1565                 return NULL;
1566
1567         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1568                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1569                 if (!map->p[i])
1570                         goto error;
1571         }
1572         return map;
1573 error:
1574         isl_map_free(map);
1575         return NULL;
1576 }
1577
1578 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1579  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1580  * are not removed.
1581  */
1582 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1583         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1584 {
1585         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1586 }
1587
1588 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1589  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1590  * are not removed.
1591  */
1592 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1593         unsigned first, unsigned n)
1594 {
1595         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1596 }
1597
1598 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1599         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1600 {
1601         if (!bmap)
1602                 return NULL;
1603         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1604                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1605         if (!bmap)
1606                 return NULL;
1607         bmap->n_div = 0;
1608         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1609 }
1610
1611 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1612         __isl_take isl_basic_set *bset)
1613 {
1614         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1615                         (struct isl_basic_map *)bset);
1616 }
1617
1618 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1619 {
1620         int i;
1621
1622         if (!map)
1623                 return NULL;
1624         if (map->n == 0)
1625                 return map;
1626
1627         map = isl_map_cow(map);
1628         if (!map)
1629                 return NULL;
1630         
1631         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1632                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1633                 if (!map->p[i])
1634                         goto error;
1635         }
1636         return map;
1637 error:
1638         isl_map_free(map);
1639         return NULL;
1640 }
1641
1642 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1643 {
1644         return isl_map_remove_divs(set);
1645 }
1646
1647 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1648         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1649 {
1650         if (!bmap)
1651                 return NULL;
1652         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1653                         goto error);
1654         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1655                 return bmap;
1656         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1657                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1658         if (!bmap)
1659                 return bmap;
1660         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1661                 return bmap;
1662         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1663         return bmap;
1664 error:
1665         isl_basic_map_free(bmap);
1666         return NULL;
1667 }
1668
1669 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1670  * any of the given variables.
1671  */
1672 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1673         unsigned first, unsigned n)
1674 {
1675         int i;
1676         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1677
1678         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1679                 return 0;
1680         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1681                 return 1;
1682
1683         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1684                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1685                         continue;
1686                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1687                         return 1;
1688         }
1689
1690         return 0;
1691 }
1692
1693 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1694  * in their definitions.
1695  */
1696 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1697         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1698         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1699 {
1700         int i;
1701
1702         if (!bmap)
1703                 return NULL;
1704         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1705                         goto error);
1706         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1707
1708         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1709                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1710                         continue;
1711                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1712                 if (!bmap)
1713                         return NULL;
1714                 i = bmap->n_div;
1715         }
1716
1717         return bmap;
1718 error:
1719         isl_basic_map_free(bmap);
1720         return NULL;
1721 }
1722
1723 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1724         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1725 {
1726         int i;
1727
1728         if (!map)
1729                 return NULL;
1730         if (map->n == 0)
1731                 return map;
1732
1733         map = isl_map_cow(map);
1734         if (!map)
1735                 return NULL;
1736
1737         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1738                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1739                                                                 type, first, n);
1740                 if (!map->p[i])
1741                         goto error;
1742         }
1743         return map;
1744 error:
1745         isl_map_free(map);
1746         return NULL;
1747 }
1748
1749 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1750         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1751 {
1752         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1753                                                               type, first, n);
1754 }
1755
1756 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
1757  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
1758  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
1759  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
1760  * div.
1761  */
1762 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
1763         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1764 {
1765         int i;
1766
1767         if (!bmap)
1768                 return -1;
1769
1770         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
1771                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
1772                         "index out of bounds", return -1);
1773
1774         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1775         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1776                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
1777                         return 1;
1778         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1779                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
1780                         return 1;
1781         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1782                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
1783                         continue;
1784                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
1785                         return 1;
1786         }
1787
1788         return 0;
1789 }
1790
1791 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
1792         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1793 {
1794         int i;
1795
1796         if (!map)
1797                 return -1;
1798
1799         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
1800                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1801                         "index out of bounds", return -1);
1802
1803         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1804                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
1805                                                             type, first, n);
1806                 if (involves < 0 || involves)
1807                         return involves;
1808         }
1809
1810         return 0;
1811 }
1812
1813 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1814         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1815 {
1816         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
1817 }
1818
1819 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1820         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1821 {
1822         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
1823 }
1824
1825 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1826  * on unknown divs.
1827  */
1828 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1829 {
1830         int i;
1831         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1832
1833         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1834                 return 1;
1835
1836         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1837                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1838                         continue;
1839                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1840                         return 1;
1841         }
1842
1843         return 0;
1844 }
1845
1846 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1847  */
1848 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1849         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1850 {
1851         int i;
1852
1853         if (!bmap)
1854                 return NULL;
1855
1856         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1857                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1858                         continue;
1859                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1860         }
1861
1862         return bmap;
1863 }
1864
1865 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1866 {
1867         int i;
1868
1869         if (!map)
1870                 return NULL;
1871         if (map->n == 0)
1872                 return map;
1873
1874         map = isl_map_cow(map);
1875         if (!map)
1876                 return NULL;
1877
1878         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1879                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1880                 if (!map->p[i])
1881                         goto error;
1882         }
1883         return map;
1884 error:
1885         isl_map_free(map);
1886         return NULL;
1887 }
1888
1889 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1890 {
1891         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1892 }
1893
1894 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1895         __isl_take isl_basic_set *bset,
1896         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1897 {
1898         return (isl_basic_set *)
1899             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1900 }
1901
1902 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1903         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1904 {
1905         int i;
1906
1907         if (n == 0)
1908                 return map;
1909
1910         map = isl_map_cow(map);
1911         if (!map)
1912                 return NULL;
1913         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1914         
1915         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1916                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1917                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1918                 if (!map->p[i])
1919                         goto error;
1920         }
1921         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1922         return map;
1923 error:
1924         isl_map_free(map);
1925         return NULL;
1926 }
1927
1928 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1929         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1930 {
1931         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1932 }
1933
1934 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1935 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1936         unsigned first, unsigned n)
1937 {
1938         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1939 }
1940
1941 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1942                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1943 {
1944         const char *name;
1945         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1946         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1947         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1948         if (!pos)
1949                 isl_int_print(out, c, 0);
1950         else {
1951                 if (!isl_int_is_one(c))
1952                         isl_int_print(out, c, 0);
1953                 if (pos < 1 + nparam) {
1954                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
1955                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1956                         if (name)
1957                                 fprintf(out, "%s", name);
1958                         else
1959                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1960                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1961                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1962                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1963                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1964                 else
1965                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1966         }
1967 }
1968
1969 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1970                                 int sign, FILE *out)
1971 {
1972         int i;
1973         int first;
1974         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1975         isl_int v;
1976
1977         isl_int_init(v);
1978         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1979                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1980                         continue;
1981                 if (!first)
1982                         fprintf(out, " + ");
1983                 first = 0;
1984                 isl_int_abs(v, c[i]);
1985                 dump_term(bmap, v, i, out);
1986         }
1987         isl_int_clear(v);
1988         if (first)
1989                 fprintf(out, "0");
1990 }
1991
1992 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1993                                 const char *op, FILE *out, int indent)
1994 {
1995         int i;
1996
1997         fprintf(out, "%*s", indent, "");
1998
1999         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2000         fprintf(out, " %s ", op);
2001         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2002
2003         fprintf(out, "\n");
2004
2005         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2006                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2007                         continue;
2008                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2009                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2010                 abort();
2011         }
2012 }
2013
2014 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2015                                 isl_int **c, unsigned n,
2016                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2017 {
2018         int i;
2019
2020         for (i = 0; i < n; ++i)
2021                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2022 }
2023
2024 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2025 {
2026         int j;
2027         int first = 1;
2028         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2029
2030         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2031                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2032                         continue;
2033                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2034                         fprintf(out, "+");
2035                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2036                 first = 0;
2037         }
2038 }
2039
2040 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2041 {
2042         int i;
2043
2044         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2045         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2046
2047         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2048                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2049                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2050                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2051                 fprintf(out, ")/");
2052                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2053                 fprintf(out, "]\n");
2054         }
2055 }
2056
2057 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2058         FILE *out, int indent)
2059 {
2060         if (!bset) {
2061                 fprintf(out, "null basic set\n");
2062                 return;
2063         }
2064
2065         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2066         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2067                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2068                         bset->extra, bset->flags);
2069         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2070 }
2071
2072 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2073         FILE *out, int indent)
2074 {
2075         if (!bmap) {
2076                 fprintf(out, "null basic map\n");
2077                 return;
2078         }
2079
2080         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2081         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2082                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2083                 bmap->ref,
2084                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2085                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2086         dump(bmap, out, indent);
2087 }
2088
2089 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2090 {
2091         unsigned total;
2092         if (!bmap)
2093                 return -1;
2094         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2095         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2096         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2097         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2098         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2099         return 0;
2100 }
2101
2102 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2103         unsigned flags)
2104 {
2105         struct isl_set *set;
2106
2107         if (!dim)
2108                 return NULL;
2109         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2110         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2111         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2112                         sizeof(struct isl_set) +
2113                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2114         if (!set)
2115                 goto error;
2116
2117         set->ctx = dim->ctx;
2118         isl_ctx_ref(set->ctx);
2119         set->ref = 1;
2120         set->size = n;
2121         set->n = 0;
2122         set->dim = dim;
2123         set->flags = flags;
2124         return set;
2125 error:
2126         isl_space_free(dim);
2127         return NULL;
2128 }
2129
2130 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2131                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2132 {
2133         struct isl_set *set;
2134         isl_space *dims;
2135
2136         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2137         if (!dims)
2138                 return NULL;
2139
2140         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2141         return set;
2142 }
2143
2144 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2145  */
2146 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2147 {
2148         int i;
2149         struct isl_map *grown = NULL;
2150
2151         if (!map)
2152                 return NULL;
2153         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2154         if (map->n + n <= map->size)
2155                 return map;
2156         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2157         if (!grown)
2158                 goto error;
2159         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2160                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2161                 if (!grown->p[i])
2162                         goto error;
2163                 grown->n++;
2164         }
2165         isl_map_free(map);
2166         return grown;
2167 error:
2168         isl_map_free(grown);
2169         isl_map_free(map);
2170         return NULL;
2171 }
2172
2173 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2174  */
2175 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2176 {
2177         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2178 }
2179
2180 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2181 {
2182         int i;
2183         struct isl_set *dup;
2184
2185         if (!set)
2186                 return NULL;
2187
2188         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2189         if (!dup)
2190                 return NULL;
2191         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2192                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2193         return dup;
2194 }
2195
2196 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2197 {
2198         return isl_map_from_basic_map(bset);
2199 }
2200
2201 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2202 {
2203         struct isl_map *map;
2204
2205         if (!bmap)
2206                 return NULL;
2207
2208         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2209         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2210 }
2211
2212 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2213                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2214 {
2215         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2216                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2217 }
2218
2219 void isl_set_free(struct isl_set *set)
2220 {
2221         int i;
2222
2223         if (!set)
2224                 return;
2225
2226         if (--set->ref > 0)
2227                 return;
2228
2229         isl_ctx_deref(set->ctx);
2230         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2231                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2232         isl_space_free(set->dim);
2233         free(set);
2234 }
2235
2236 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2237 {
2238         int i;
2239
2240         if (!set) {
2241                 fprintf(out, "null set\n");
2242                 return;
2243         }
2244
2245         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2246         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2247                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2248                         set->flags);
2249         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2250                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2251                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2252                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2253         }
2254 }
2255
2256 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2257 {
2258         int i;
2259
2260         if (!map) {
2261                 fprintf(out, "null map\n");
2262                 return;
2263         }
2264
2265         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2266         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2267                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2268                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2269                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2270         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2271                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2272                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2273                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2274         }
2275 }
2276
2277 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2278                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2279 {
2280         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2281
2282         if (!bmap || !bset)
2283                 goto error;
2284
2285         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2286                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2287
2288         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2289                 isl_assert(bset->ctx,
2290                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2291
2292         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2293         if (!bmap)
2294                 goto error;
2295         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2296                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2297         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2298         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2299
2300         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2301         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2302 error:
2303         isl_basic_map_free(bmap);
2304         isl_basic_set_free(bset);
2305         return NULL;
2306 }
2307
2308 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2309                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2310 {
2311         struct isl_basic_map *bmap_range;
2312
2313         if (!bmap || !bset)
2314                 goto error;
2315
2316         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2317                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2318
2319         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2320                 isl_assert(bset->ctx,
2321                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2322
2323         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2324                 isl_basic_set_free(bset);
2325                 return bmap;
2326         }
2327
2328         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2329         if (!bmap)
2330                 goto error;
2331         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2332                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2333         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2334         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2335
2336         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2337         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2338 error:
2339         isl_basic_map_free(bmap);
2340         isl_basic_set_free(bset);
2341         return NULL;
2342 }
2343
2344 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2345 {
2346         int i;
2347         unsigned total;
2348         isl_int s;
2349
2350         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2351         if (total != vec->size)
2352                 return -1;
2353
2354         isl_int_init(s);
2355
2356         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2357                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2358                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2359                         isl_int_clear(s);
2360                         return 0;
2361                 }
2362         }
2363
2364         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2365                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2366                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2367                         isl_int_clear(s);
2368                         return 0;
2369                 }
2370         }
2371
2372         isl_int_clear(s);
2373
2374         return 1;
2375 }
2376
2377 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2378 {
2379         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2380 }
2381
2382 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2383                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2384 {
2385         struct isl_vec *sample = NULL;
2386
2387         if (!bmap1 || !bmap2)
2388                 goto error;
2389
2390         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2391                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2392         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2393                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2394             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2395                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2396                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2397
2398         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2399                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2400                 isl_assert(bmap1->ctx,
2401                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2402
2403         if (bmap1->sample &&
2404             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2405             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2406                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2407         else if (bmap2->sample &&
2408             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2409             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2410                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2411
2412         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2413         if (!bmap1)
2414                 goto error;
2415         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2416                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2417         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2418
2419         if (!bmap1)
2420                 isl_vec_free(sample);
2421         else if (sample) {
2422                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2423                 bmap1->sample = sample;
2424         }
2425
2426         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2427         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2428 error:
2429         if (sample)
2430                 isl_vec_free(sample);
2431         isl_basic_map_free(bmap1);
2432         isl_basic_map_free(bmap2);
2433         return NULL;
2434 }
2435
2436 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2437                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2438 {
2439         return (struct isl_basic_set *)
2440                 isl_basic_map_intersect(
2441                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2442                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2443 }
2444
2445 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2446         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2447 {
2448         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2449 }
2450
2451 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2452  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2453  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2454  * added to the other map.
2455  */
2456 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2457         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2458 {
2459         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2460         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2461         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2462         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2463
2464         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2465                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2466
2467         isl_assert(map2->ctx,
2468                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2469
2470         map1 = isl_map_cow(map1);
2471         if (!map1)
2472                 goto error;
2473         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2474                 isl_map_free(map2);
2475                 return map1;
2476         }
2477         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2478         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2479                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2480         else
2481                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2482                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2483
2484         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2485         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2486         if (!map1->p[0])
2487                 goto error;
2488
2489         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2490                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2491                 map1->n = 0;
2492         }
2493
2494         isl_map_free(map2);
2495
2496         return map1;
2497 error:
2498         isl_map_free(map1);
2499         isl_map_free(map2);
2500         return NULL;
2501 }
2502
2503 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2504  * space as map1.
2505  */
2506 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2507         __isl_take isl_map *map2)
2508 {
2509         unsigned flags = 0;
2510         struct isl_map *result;
2511         int i, j;
2512
2513         if (!map1 || !map2)
2514                 goto error;
2515
2516         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2517             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2518                 isl_map_free(map2);
2519                 return map1;
2520         }
2521         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2522             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2523                 isl_map_free(map1);
2524                 return map2;
2525         }
2526
2527         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2528             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2529             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2530             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2531              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2532                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2533
2534         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2535                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2536                 isl_assert(map1->ctx,
2537                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2538
2539         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2540             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2541                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2542
2543         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2544                                 map1->n * map2->n, flags);
2545         if (!result)
2546                 goto error;
2547         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2548                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2549                         struct isl_basic_map *part;
2550                         part = isl_basic_map_intersect(
2551                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2552                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2553                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2554                                 isl_basic_map_free(part);
2555                         else
2556                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2557                         if (!result)
2558                                 goto error;
2559                 }
2560         isl_map_free(map1);
2561         isl_map_free(map2);
2562         return result;
2563 error:
2564         isl_map_free(map1);
2565         isl_map_free(map2);
2566         return NULL;
2567 }
2568
2569 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2570         __isl_take isl_map *map2)
2571 {
2572         if (!map1 || !map2)
2573                 goto error;
2574         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2575                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2576                         "spaces don't match", goto error);
2577         return map_intersect_internal(map1, map2);
2578 error:
2579         isl_map_free(map1);
2580         isl_map_free(map2);
2581         return NULL;
2582 }
2583
2584 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2585         __isl_take isl_map *map2)
2586 {
2587         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2588 }
2589
2590 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2591 {
2592         return (struct isl_set *)
2593                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2594                                   (struct isl_map *)set2);
2595 }
2596
2597 /* map_intersect_internal accepts intersections
2598  * with parameter domains, so we can just call that function.
2599  */
2600 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2601                 __isl_take isl_set *params)
2602 {
2603         return map_intersect_internal(map, params);
2604 }
2605
2606 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2607         __isl_take isl_map *map2)
2608 {
2609         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2610 }
2611
2612 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2613                 __isl_take isl_set *params)
2614 {
2615         return isl_map_intersect_params(set, params);
2616 }
2617
2618 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2619 {
2620         isl_space *dim;
2621         struct isl_basic_set *bset;
2622         unsigned in;
2623
2624         if (!bmap)
2625                 return NULL;
2626         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2627         if (!bmap)
2628                 return NULL;
2629         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2630         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2631         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2632         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2633         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2634 }
2635
2636 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2637         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2638 {
2639         isl_space *space;
2640
2641         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2642                 return bmap;
2643
2644         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2645         space = isl_space_reset(space, type);
2646         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2647         return bmap;
2648 }
2649
2650 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2651                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2652 {
2653         isl_space *res_dim;
2654         struct isl_basic_map *res;
2655         struct isl_dim_map *dim_map;
2656         unsigned total, off;
2657         enum isl_dim_type t;
2658
2659         if (n == 0)
2660                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2661
2662         if (!bmap)
2663                 return NULL;
2664
2665         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
2666
2667         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2668         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2669         off = 0;
2670         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2671                 if (t != type) {
2672                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2673                 } else {
2674                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2675                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2676                                                 0, pos, off);
2677                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2678                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2679                 }
2680                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
2681         }
2682         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2683
2684         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
2685                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2686         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2687                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2688         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2689         return isl_basic_map_finalize(res);
2690 }
2691
2692 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2693                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2694 {
2695         if (!bmap)
2696                 return NULL;
2697         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2698                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2699 }
2700
2701 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2702                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2703 {
2704         if (!bset)
2705                 return NULL;
2706         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2707         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2708 error:
2709         isl_basic_set_free(bset);
2710         return NULL;
2711 }
2712
2713 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
2714         enum isl_dim_type type)
2715 {
2716         isl_space *space;
2717
2718         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
2719                 return map;
2720
2721         space = isl_map_get_space(map);
2722         space = isl_space_reset(space, type);
2723         map = isl_map_reset_space(map, space);
2724         return map;
2725 }
2726
2727 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
2728                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2729 {
2730         int i;
2731
2732         if (n == 0)
2733                 return map_space_reset(map, type);
2734
2735         map = isl_map_cow(map);
2736         if (!map)
2737                 return NULL;
2738
2739         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
2740         if (!map->dim)
2741                 goto error;
2742
2743         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2744                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2745                 if (!map->p[i])
2746                         goto error;
2747         }
2748
2749         return map;
2750 error:
2751         isl_map_free(map);
2752         return NULL;
2753 }
2754
2755 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
2756                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2757 {
2758         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
2759 }
2760
2761 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2762                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2763 {
2764         if (!map)
2765                 return NULL;
2766         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2767 }
2768
2769 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2770                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2771 {
2772         if (!set)
2773                 return NULL;
2774         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2775         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2776 error:
2777         isl_set_free(set);
2778         return NULL;
2779 }
2780
2781 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2782         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2783         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2784         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2785 {
2786         struct isl_dim_map *dim_map;
2787         struct isl_basic_map *res;
2788         enum isl_dim_type t;
2789         unsigned total, off;
2790
2791         if (!bmap)
2792                 return NULL;
2793         if (n == 0)
2794                 return bmap;
2795
2796         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2797                 goto error);
2798
2799         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2800                 return bmap;
2801
2802         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2803
2804         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2805             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2806                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2807                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2808                 if (!bmap)
2809                         return NULL;
2810
2811                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2812                                                 src_type, src_pos, n);
2813                 if (!bmap->dim)
2814                         goto error;
2815
2816                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2817
2818                 return bmap;
2819         }
2820
2821         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2822         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2823
2824         off = 0;
2825         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2826                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
2827                 if (t == dst_type) {
2828                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2829                                             0, dst_pos, off);
2830                         off += dst_pos;
2831                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2832                                             src_pos, n, off);
2833                         off += n;
2834                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2835                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2836                         off += size - dst_pos;
2837                 } else if (t == src_type) {
2838                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2839                                             0, src_pos, off);
2840                         off += src_pos;
2841                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2842                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2843                         off += size - src_pos - n;
2844                 } else {
2845                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2846                         off += size;
2847                 }
2848         }
2849         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2850
2851         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
2852                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2853         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2854
2855         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2856                                         src_type, src_pos, n);
2857         if (!bmap->dim)
2858                 goto error;
2859
2860         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2861         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2862         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2863
2864         return bmap;
2865 error:
2866         isl_basic_map_free(bmap);
2867         return NULL;
2868 }
2869
2870 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2871         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2872         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2873 {
2874         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2875                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2876 }
2877
2878 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2879         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2880         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2881 {
2882         if (!set)
2883                 return NULL;
2884         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2885         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2886                                         src_type, src_pos, n);
2887 error:
2888         isl_set_free(set);
2889         return NULL;
2890 }
2891
2892 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2893         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2894         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2895 {
2896         int i;
2897
2898         if (!map)
2899                 return NULL;
2900         if (n == 0)
2901                 return map;
2902
2903         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2904                 goto error);
2905
2906         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2907                 return map;
2908
2909         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2910
2911         map = isl_map_cow(map);
2912         if (!map)
2913                 return NULL;
2914
2915         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2916         if (!map->dim)
2917                 goto error;
2918
2919         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2920                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2921                                                 dst_type, dst_pos,
2922                                                 src_type, src_pos, n);
2923                 if (!map->p[i])
2924                         goto error;
2925         }
2926
2927         return map;
2928 error:
2929         isl_map_free(map);
2930         return NULL;
2931 }
2932
2933 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2934  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2935  * That's the responsibility of the caller.
2936  */
2937 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2938         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2939 {
2940         struct isl_dim_map *dim_map;
2941         struct isl_basic_map *res;
2942         enum isl_dim_type t;
2943         unsigned total, off;
2944
2945         if (!bmap)
2946                 return NULL;
2947         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
2948                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
2949                 return bmap;
2950
2951         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2952         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2953
2954         off = 0;
2955         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2956                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
2957                 if (t == type) {
2958                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2959                                             0, first, off);
2960                         off += first;
2961                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2962                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2963                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2964                                             first + n, size - (first + n), off);
2965                         off += size - (first + n);
2966                 } else {
2967                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2968                         off += size;
2969                 }
2970         }
2971         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2972
2973         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
2974                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2975         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2976         return res;
2977 }
2978
2979 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2980  * into existentially quantified variables.
2981  */
2982 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
2983                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
2984                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2985 {
2986         int i;
2987         size_t row_size;
2988         isl_int **new_div;
2989         isl_int *old;
2990
2991         if (n == 0)
2992                 return bmap;
2993
2994         if (!bmap)
2995                 return NULL;
2996
2997         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
2998                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
2999
3000         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3001                         goto error);
3002
3003         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3004         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3005         if (!bmap)
3006                 return NULL;
3007
3008         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3009         old = bmap->block2.data;
3010         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3011                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3012         if (!bmap->block2.data)
3013                 goto error;
3014         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3015         if (!new_div)
3016                 goto error;
3017         for (i = 0; i < n; ++i) {
3018                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3019                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3020                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3021         }
3022         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3023                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3024         free(bmap->div);
3025         bmap->div = new_div;
3026         bmap->n_div += n;
3027         bmap->extra += n;
3028
3029         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3030         if (!bmap->dim)
3031                 goto error;
3032         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3033         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3034         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3035 error:
3036         isl_basic_map_free(bmap);
3037         return NULL;
3038 }
3039
3040 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3041  * into existentially quantified variables.
3042  */
3043 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3044                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3045 {
3046         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3047                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3048 }
3049
3050 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3051  * into existentially quantified variables.
3052  */
3053 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3054                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3055 {
3056         int i;
3057
3058         if (!map)
3059                 return NULL;
3060
3061         if (n == 0)
3062                 return map;
3063
3064         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3065
3066         map = isl_map_cow(map);
3067         if (!map)
3068                 return NULL;
3069
3070         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3071         if (!map->dim)
3072                 goto error;
3073
3074         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3075                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3076                 if (!map->p[i])
3077                         goto error;
3078         }
3079
3080         return map;
3081 error:
3082         isl_map_free(map);
3083         return NULL;
3084 }
3085
3086 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3087  * into existentially quantified variables.
3088  */
3089 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3090                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3091 {
3092         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3093 }
3094
3095 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3096 {
3097         int i, j;
3098
3099         for (i = 0; i < n; ++i) {
3100                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3101                 if (j < 0)
3102                         goto error;
3103                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3104         }
3105         return bmap;
3106 error:
3107         isl_basic_map_free(bmap);
3108         return NULL;
3109 }
3110
3111 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3112                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3113 {
3114         isl_space *dim_result = NULL;
3115         struct isl_basic_map *bmap;
3116         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3117         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3118
3119         if (!bmap1 || !bmap2)
3120                 goto error;
3121
3122         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3123                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3124
3125         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3126         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3127         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3128         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3129
3130         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3131         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3132         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3133         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3134         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3135         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3136         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3137         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3138         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3139         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3140         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3141
3142         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3143                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3144                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3145                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3146         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3147         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3148         bmap = add_divs(bmap, n);
3149         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3150         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3151         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3152 error:
3153         isl_basic_map_free(bmap1);
3154         isl_basic_map_free(bmap2);
3155         return NULL;
3156 }
3157
3158 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3159                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3160 {
3161         if (!bset || !bmap)
3162                 goto error;
3163
3164         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3165                     goto error);
3166
3167         return (struct isl_basic_set *)
3168                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3169 error:
3170         isl_basic_set_free(bset);
3171         isl_basic_map_free(bmap);
3172         return NULL;
3173 }
3174
3175 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3176                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3177 {
3178         if (!bmap1 || !bmap2)
3179                 goto error;
3180
3181         isl_assert(bmap1->ctx,
3182             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3183         isl_assert(bmap1->ctx,
3184             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3185             goto error);
3186
3187         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3188         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3189         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3190 error:
3191         isl_basic_map_free(bmap1);
3192         isl_basic_map_free(bmap2);
3193         return NULL;
3194 }
3195
3196 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3197  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3198  */
3199 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3200                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3201 {
3202         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3203         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3204         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3205         int i;
3206
3207         if (!bmap1 || !bmap2)
3208                 goto error;
3209
3210         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3211                 goto error);
3212
3213         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3214         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3215         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3216
3217         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3218         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3219         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3220         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3221         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3222         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3223         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3224         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3225         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3226         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3227         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3228
3229         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3230                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3231                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3232                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3233         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3234                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3235                 if (j < 0)
3236                         goto error;
3237                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3238                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3239                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3240                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3241         }
3242         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3243         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3244         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3245
3246         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3247         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3248 error:
3249         isl_basic_map_free(bmap);
3250         isl_basic_map_free(bmap1);
3251         isl_basic_map_free(bmap2);
3252         return NULL;
3253 }
3254
3255 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3256  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3257  */
3258 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3259 {
3260         struct isl_map *result;
3261         int i, j;
3262
3263         if (!map1 || !map2)
3264                 goto error;
3265
3266         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3267
3268         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3269                                 map1->n * map2->n, 0);
3270         if (!result)
3271                 goto error;
3272         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3273                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3274                         struct isl_basic_map *part;
3275                         part = isl_basic_map_sum(
3276                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3277                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3278                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3279                                 isl_basic_map_free(part);
3280                         else
3281                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3282                         if (!result)
3283                                 goto error;
3284                 }
3285         isl_map_free(map1);
3286         isl_map_free(map2);
3287         return result;
3288 error:
3289         isl_map_free(map1);
3290         isl_map_free(map2);
3291         return NULL;
3292 }
3293
3294 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3295         __isl_take isl_set *set2)
3296 {
3297         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3298 }
3299
3300 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3301  */
3302 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3303 {
3304         int i, j;
3305         unsigned off, n;
3306
3307         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3308         if (!bmap)
3309                 return NULL;
3310
3311         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3312         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3313         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3314                 for (j = 0; j < n; ++j)
3315                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3316         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3317                 for (j = 0; j < n; ++j)
3318                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3319         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3320                 for (j = 0; j < n; ++j)
3321                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3322         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3323         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3324 }
3325
3326 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3327 {
3328         return isl_basic_map_neg(bset);
3329 }
3330
3331 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3332  */
3333 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3334 {
3335         int i;
3336
3337         map = isl_map_cow(map);
3338         if (!map)
3339                 return NULL;
3340
3341         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3342                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3343                 if (!map->p[i])
3344                         goto error;
3345         }
3346
3347         return map;
3348 error:
3349         isl_map_free(map);
3350         return NULL;
3351 }
3352
3353 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3354 {
3355         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3356 }
3357
3358 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3359  * A -> floor(f(A)/d).
3360  */
3361 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3362                 isl_int d)
3363 {
3364         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3365         struct isl_basic_map *result = NULL;
3366         struct isl_dim_map *dim_map;
3367         int i;
3368
3369         if (!bmap)
3370                 return NULL;
3371
3372         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3373         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3374         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3375
3376         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3377         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3378         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3379         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3380         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3381         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3382
3383         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3384                         bmap->n_div + n_out,
3385                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3386         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3387         result = add_divs(result, n_out);
3388         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3389                 int j;
3390                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3391                 if (j < 0)
3392                         goto error;
3393                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3394                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3395                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3396                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3397                 if (j < 0)
3398                         goto error;
3399                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3400                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3401                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3402                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3403         }
3404
3405         result = isl_basic_map_simplify(result);
3406         return isl_basic_map_finalize(result);
3407 error:
3408         isl_basic_map_free(result);
3409         return NULL;
3410 }
3411
3412 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3413  * A -> floor(f(A)/d).
3414  */
3415 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3416 {
3417         int i;
3418
3419         map = isl_map_cow(map);
3420         if (!map)
3421                 return NULL;
3422
3423         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3424         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3425         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3426                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3427                 if (!map->p[i])
3428                         goto error;
3429         }
3430
3431         return map;
3432 error:
3433         isl_map_free(map);
3434         return NULL;
3435 }
3436
3437 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3438 {
3439         int i;
3440         unsigned nparam;
3441         unsigned n_in;
3442
3443         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3444         if (i < 0)
3445                 goto error;
3446         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3447         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3448         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3449         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3450         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3451         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3452 error:
3453         isl_basic_map_free(bmap);
3454         return NULL;
3455 }
3456
3457 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3458  */
3459 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3460 {
3461         int i;
3462         unsigned nparam;
3463         unsigned n_in;
3464
3465         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3466         if (i < 0)
3467                 goto error;
3468         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3469         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3470         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3471         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3472         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3473         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3474         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3475 error:
3476         isl_basic_map_free(bmap);
3477         return NULL;
3478 }
3479
3480 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3481  */
3482 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3483         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3484 {
3485         int i;
3486         unsigned nparam;
3487         unsigned n_in;
3488
3489         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3490         if (i < 0)
3491                 goto error;
3492         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3493         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3494         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3495         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3496         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3497         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3498 error:
3499         isl_basic_map_free(bmap);
3500         return NULL;
3501 }
3502
3503 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3504  */
3505 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3506 {
3507         int i;
3508         unsigned nparam;
3509         unsigned n_in;
3510
3511         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3512         if (i < 0)
3513                 goto error;
3514         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3515         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3516         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3517         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3518         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3519         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3520         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3521 error:
3522         isl_basic_map_free(bmap);
3523         return NULL;
3524 }
3525
3526 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3527  */
3528 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3529         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3530 {
3531         int i;
3532         unsigned nparam;
3533         unsigned n_in;
3534
3535         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3536         if (i < 0)
3537                 goto error;
3538         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3539         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3540         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3541         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3542         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3543         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3544 error:
3545         isl_basic_map_free(bmap);
3546         return NULL;
3547 }
3548
3549 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3550         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3551 {
3552         int i;
3553         struct isl_basic_map *bmap;
3554         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3555         if (!bmap)
3556                 return NULL;
3557         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3558                 bmap = var_equal(bmap, i);
3559         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3560 }
3561
3562 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3563  */
3564 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3565         unsigned pos)
3566 {
3567         int i;
3568         struct isl_basic_map *bmap;
3569         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3570         if (!bmap)
3571                 return NULL;
3572         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3573                 bmap = var_equal(bmap, i);
3574         if (bmap)
3575                 bmap = var_less(bmap, pos);
3576         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3577 }
3578
3579 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3580  */
3581 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3582         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3583 {
3584         int i;
3585         isl_basic_map *bmap;
3586
3587         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3588         for (i = 0; i < pos; ++i)
3589                 bmap = var_equal(bmap, i);
3590         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3591         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3592 }
3593
3594 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3595  */
3596 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3597         unsigned pos)
3598 {
3599         int i;
3600         struct isl_basic_map *bmap;
3601         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3602         if (!bmap)
3603                 return NULL;
3604         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3605                 bmap = var_equal(bmap, i);
3606         if (bmap)
3607                 bmap = var_more(bmap, pos);
3608         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3609 }
3610
3611 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3612  */
3613 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3614         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3615 {
3616         int i;
3617         isl_basic_map *bmap;
3618
3619         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3620         for (i = 0; i < pos; ++i)
3621                 bmap = var_equal(bmap, i);
3622         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3623         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3624 }
3625
3626 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3627         unsigned n, int equal)
3628 {
3629         struct isl_map *map;
3630         int i;
3631
3632         if (n == 0 && equal)
3633                 return isl_map_universe(dims);
3634
3635         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3636
3637         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3638                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3639                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
3640         if (n > 0) {
3641                 if (equal)
3642                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3643                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3644                 else
3645                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3646                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3647         } else
3648                 isl_space_free(dims);
3649
3650         return map;
3651 }
3652
3653 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3654 {
3655         if (!dims)
3656                 return NULL;
3657         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3658 }
3659
3660 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3661 {
3662         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3663 }
3664
3665 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3666 {
3667         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3668 }
3669
3670 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
3671 {
3672         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3673 }
3674
3675 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
3676 {
3677         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3678 }
3679
3680 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
3681         unsigned n, int equal)
3682 {
3683         struct isl_map *map;
3684         int i;
3685
3686         if (n == 0 && equal)
3687                 return isl_map_universe(dims);
3688
3689         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3690
3691         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3692                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3693                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
3694         if (n > 0) {
3695                 if (equal)
3696                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3697                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3698                 else
3699                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3700                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3701         } else
3702                 isl_space_free(dims);
3703
3704         return map;
3705 }
3706
3707 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3708 {
3709         if (!dims)
3710                 return NULL;
3711         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3712 }
3713
3714 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3715 {
3716         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3717 }
3718
3719 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3720 {
3721         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3722 }
3723
3724 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
3725 {
3726         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3727 }
3728
3729 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
3730 {
3731         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3732 }
3733
3734 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3735         __isl_take isl_set *set2)
3736 {
3737         isl_map *map;
3738         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
3739         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3740         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3741         return map;
3742 }
3743
3744 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3745         __isl_take isl_set *set2)
3746 {
3747         isl_map *map;
3748         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
3749         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3750         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3751         return map;
3752 }
3753
3754 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3755         __isl_take isl_set *set2)
3756 {
3757         isl_map *map;
3758         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
3759         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3760         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3761         return map;
3762 }
3763
3764 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3765         __isl_take isl_set *set2)
3766 {
3767         isl_map *map;
3768         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
3769         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3770         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3771         return map;
3772 }
3773
3774 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3775         __isl_take isl_map *map2)
3776 {
3777         isl_map *map;
3778         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3779         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3780         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3781         return map;
3782 }
3783
3784 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3785         __isl_take isl_map *map2)
3786 {
3787         isl_map *map;
3788         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3789         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3790         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3791         return map;
3792 }
3793
3794 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3795         __isl_take isl_map *map2)
3796 {
3797         isl_map *map;
3798         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3799         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3800         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3801         return map;
3802 }
3803
3804 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3805         __isl_take isl_map *map2)
3806 {
3807         isl_map *map;
3808         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3809         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3810         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3811         return map;
3812 }
3813
3814 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3815         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
3816 {
3817         struct isl_basic_map *bmap;
3818
3819         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3820         if (!bset || !dim)
3821                 goto error;
3822
3823         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3824         isl_space_free(bset->dim);
3825         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3826         bmap->dim = dim;
3827         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3828 error:
3829         isl_basic_set_free(bset);
3830         isl_space_free(dim);
3831         return NULL;
3832 }
3833
3834 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3835 {
3836         if (!bmap)
3837                 goto error;
3838         if (bmap->dim->n_in == 0)
3839                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3840         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3841         if (!bmap)
3842                 goto error;
3843         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
3844         if (!bmap->dim)
3845                 goto error;
3846         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3847         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3848 error:
3849         isl_basic_map_free(bmap);
3850         return NULL;
3851 }
3852
3853 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3854  *
3855  *              f - m d >= 0
3856  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3857  *
3858  * Note that the second constraint is the negation of
3859  *
3860  *              f - m d >= n
3861  */
3862 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3863         unsigned pos, isl_int *div)
3864 {
3865         int i, j;
3866         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3867
3868         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3869         if (i < 0)
3870                 return -1;
3871         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3872         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3873
3874         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3875         if (j < 0)
3876                 return -1;
3877         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3878         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3879         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3880         return j;
3881 }
3882
3883 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3884         unsigned pos, isl_int *div)
3885 {
3886         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3887                                                         pos, div);
3888 }
3889
3890 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3891 {
3892         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3893         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3894
3895         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3896                                                         bmap->div[div]);
3897 }
3898
3899 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3900                 struct isl_basic_map *bmap)
3901 {
3902         if (!bmap)
3903                 goto error;
3904         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3905             bmap->n_div == 0 &&
3906             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3907             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3908                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3909         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3910         if (!bmap)
3911                 goto error;
3912         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3913         if (!bmap->dim)
3914                 goto error;
3915         bmap->extra -= bmap->n_div;
3916         bmap->n_div = 0;
3917         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3918         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3919 error:
3920         return NULL;
3921 }
3922
3923 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3924                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3925 {
3926         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3927 }
3928
3929 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3930         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3931 {
3932         struct isl_basic_map *bmap;
3933         struct isl_ctx *ctx;
3934         unsigned total;
3935         int i;
3936
3937         if (!bset || !like)
3938                 goto error;
3939         ctx = bset->ctx;
3940         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3941         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3942         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3943                         goto error);
3944         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3945                 isl_basic_map_free(like);
3946                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3947         }
3948         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3949         if (!bset)
3950                 goto error;
3951         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3952         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3953         isl_space_free(bmap->dim);
3954         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
3955         if (!bmap->dim)
3956                 goto error;
3957         bmap->n_div = like->n_div;
3958         bmap->extra += like->n_div;
3959         if (bmap->extra) {
3960                 unsigned ltotal;
3961                 isl_int **div;
3962                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3963                 if (ltotal > total)
3964                         ltotal = total;
3965                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3966                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3967                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3968                         goto error;
3969                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3970                 if (!div)
3971                         goto error;
3972                 bmap->div = div;
3973                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3974                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3975                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3976                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3977                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3978                 }
3979                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
3980                                                         0, 2 * like->n_div);
3981                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3982                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
3983                                 continue;
3984                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
3985                                 goto error;
3986                 }
3987         }
3988         isl_basic_map_free(like);
3989         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3990         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3991         return bmap;
3992 error:
3993         isl_basic_map_free(like);
3994         isl_basic_set_free(bset);
3995         return NULL;
3996 }
3997
3998 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
3999         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4000 {
4001         return (struct isl_basic_set *)
4002                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4003 }
4004
4005 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4006         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4007 {
4008         int i;
4009
4010         if (!set || !like)
4011                 goto error;
4012         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4013                     goto error);
4014         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4015                 isl_basic_set_free(like);
4016                 return set;
4017         }
4018         set = isl_set_cow(set);
4019         if (!set)
4020                 goto error;
4021         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4022                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4023                                                       isl_basic_set_copy(like));
4024                 if (!set->p[i])
4025                         goto error;
4026         }
4027         isl_space_free(set->dim);
4028         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4029         if (!set->dim)
4030                 goto error;
4031         isl_basic_set_free(like);
4032         return set;
4033 error:
4034         isl_basic_set_free(like);
4035         isl_set_free(set);
4036         return NULL;
4037 }
4038
4039 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4040 {
4041         int i;
4042
4043         map = isl_map_cow(map);
4044         if (!map)
4045                 return NULL;
4046         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4047         if (!map->dim)
4048                 goto error;
4049
4050         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4051                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4052                                 goto error);
4053         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4054                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4055                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4056                 if (!map->p[i])
4057                         goto error;
4058         }
4059         if (map->n == 0)
4060                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4061         else {
4062                 isl_space_free(map->dim);
4063                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4064         }
4065         if (!map->dim)
4066                 goto error;
4067         return (struct isl_set *)map;
4068 error:
4069         isl_map_free(map);
4070         return NULL;
4071 }
4072
4073 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4074 {
4075         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4076 }
4077
4078 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4079         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4080 {
4081         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4082         if (!bmap || !dim)
4083                 goto error;
4084
4085         isl_space_free(bmap->dim);
4086         bmap->dim = dim;
4087
4088         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4089
4090         return bmap;
4091 error:
4092         isl_basic_map_free(bmap);
4093         isl_space_free(dim);
4094         return NULL;
4095 }
4096
4097 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4098         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4099 {
4100         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4101                                                         dim);
4102 }
4103
4104 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4105         __isl_take isl_space *dim)
4106 {
4107         int i;
4108
4109         map = isl_map_cow(map);
4110         if (!map || !dim)
4111                 goto error;
4112
4113         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4114                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4115                                                     isl_space_copy(dim));
4116                 if (!map->p[i])
4117                         goto error;
4118         }
4119         isl_space_free(map->dim);
4120         map->dim = dim;
4121
4122         return map;
4123 error:
4124         isl_map_free(map);
4125         isl_space_free(dim);
4126         return NULL;
4127 }
4128
4129 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4130         __isl_take isl_space *dim)
4131 {
4132         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4133 }
4134
4135 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4136  */
4137 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4138 {
4139         isl_space *space;
4140         unsigned n;
4141
4142         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4143                 return bset;
4144
4145         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4146         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4147         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4148         space = isl_space_params(space);
4149         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4150         return bset;
4151 }
4152
4153 /* Compute the parameter domain of the given set.
4154  */
4155 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4156 {
4157         isl_space *space;
4158         unsigned n;
4159
4160         if (isl_set_is_params(set))
4161                 return set;
4162
4163         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4164         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4165         space = isl_set_get_space(set);
4166         space = isl_space_params(space);
4167         set = isl_set_reset_space(set, space);
4168         return set;
4169 }
4170
4171 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4172  */
4173 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4174 {
4175         isl_space *space;
4176         space = isl_set_get_space(set);
4177         space = isl_space_set_from_params(space);
4178         set = isl_set_reset_space(set, space);
4179         return set;
4180 }
4181
4182 /* Compute the parameter domain of the given map.
4183  */
4184 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4185 {
4186         isl_space *space;
4187         unsigned n;
4188
4189         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4190         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4191         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4192         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4193         space = isl_map_get_space(map);
4194         space = isl_space_params(space);
4195         map = isl_map_reset_space(map, space);
4196         return map;
4197 }
4198
4199 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4200 {
4201         isl_space *dim;
4202         struct isl_basic_set *domain;
4203         unsigned n_in;
4204         unsigned n_out;
4205
4206         if (!bmap)
4207                 return NULL;
4208         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4209
4210         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4211         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4212         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4213         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4214
4215         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4216
4217         return domain;
4218 }
4219
4220 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4221 {
4222         if (!bmap)
4223                 return -1;
4224         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4225 }
4226
4227 /* Is this basic map actually a set?
4228  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4229  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4230  */
4231 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4232 {
4233         if (!bmap)
4234                 return -1;
4235         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4236 }
4237
4238 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4239 {
4240         if (!bmap)
4241                 return NULL;
4242         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4243                 return bmap;
4244         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4245 }
4246
4247 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4248         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4249 {
4250         int i, k;
4251         isl_space *dim;
4252         isl_basic_map *domain;
4253         int nparam, n_in, n_out;
4254         unsigned total;
4255
4256         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4257         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4258         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4259
4260         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4261         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4262
4263         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4264         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4265         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4266
4267         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4268
4269         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4270                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4271                 if (k < 0)
4272                         goto error;
4273                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4274                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4275                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4276         }
4277
4278         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4279         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4280 error:
4281         isl_basic_map_free(bmap);
4282         return NULL;
4283 }
4284
4285 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4286         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4287 {
4288         int i, k;
4289         isl_space *dim;
4290         isl_basic_map *range;
4291         int nparam, n_in, n_out;
4292         unsigned total;
4293
4294         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4295         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4296         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4297
4298         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4299         range = isl_basic_map_universe(dim);
4300
4301         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4302         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4303         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4304
4305         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4306
4307         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4308                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4309                 if (k < 0)
4310                         goto error;
4311                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4312                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4313                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4314         }
4315
4316         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4317         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4318 error:
4319         isl_basic_map_free(bmap);
4320         return NULL;
4321 }
4322
4323 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4324 {
4325         if (!map)
4326                 return -1;
4327         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4328 }
4329
4330 /* Is this map actually a set?
4331  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4332  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4333  */
4334 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4335 {
4336         if (!map)
4337                 return -1;
4338         return isl_space_is_set(map->dim);
4339 }
4340
4341 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4342 {
4343         int i;
4344         struct isl_set *set;
4345
4346         if (!map)
4347                 goto error;
4348         if (isl_map_is_set(map))
4349                 return (isl_set *)map;
4350
4351         map = isl_map_cow(map);
4352         if (!map)
4353                 goto error;
4354
4355         set = (struct isl_set *) map;
4356         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4357         if (!set->dim)
4358                 goto error;
4359         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4360                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4361                 if (!set->p[i])
4362                         goto error;
4363         }
4364         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4365         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4366         return set;
4367 error:
4368         isl_map_free(map);
4369         return NULL;
4370 }
4371
4372 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4373 {
4374         int i;
4375         isl_space *domain_dim;
4376
4377         map = isl_map_cow(map);
4378         if (!map)
4379                 return NULL;
4380
4381         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4382         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4383         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4384         if (!map->dim)
4385                 goto error;
4386         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4387                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4388                 if (!map->p[i])
4389                         goto error;
4390         }
4391         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4392         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4393         return map;
4394 error:
4395         isl_map_free(map);
4396         return NULL;
4397 }
4398
4399 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4400 {
4401         int i;
4402         isl_space *range_dim;
4403
4404         map = isl_map_cow(map);
4405         if (!map)
4406                 return NULL;
4407
4408         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4409         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4410         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4411         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4412         if (!map->dim)
4413                 goto error;
4414         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4415                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4416                 if (!map->p[i])
4417                         goto error;
4418         }
4419         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4420         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4421         return map;
4422 error:
4423         isl_map_free(map);
4424         return NULL;
4425 }
4426
4427 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4428         __isl_take isl_space *dim)
4429 {
4430         int i;
4431         struct isl_map *map = NULL;
4432
4433         set = isl_set_cow(set);
4434         if (!set || !dim)
4435                 goto error;
4436         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4437         map = (struct isl_map *)set;
4438         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4439                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4440                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4441                 if (!map->p[i])
4442                         goto error;
4443         }
4444         isl_space_free(map->dim);
4445         map->dim = dim;
4446         return map;
4447 error:
4448         isl_space_free(dim);
4449         isl_set_free(set);
4450         return NULL;
4451 }
4452
4453 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4454         __isl_take isl_basic_set *bset)
4455 {
4456         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4457 }
4458
4459 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4460         __isl_take isl_basic_set *bset)
4461 {
4462         isl_space *space;
4463         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4464         space = isl_space_from_range(space);
4465         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4466         return (isl_basic_map *)bset;
4467 }
4468
4469 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4470 {
4471         isl_space *space;
4472         space = isl_set_get_space(set);
4473         space = isl_space_from_range(space);
4474         set = isl_set_reset_space(set, space);
4475         return (struct isl_map *)set;
4476 }
4477
4478 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4479 {
4480         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4481 }
4482
4483 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4484         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4485 {
4486         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4487 }
4488
4489 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4490         __isl_take isl_set *range)
4491 {
4492         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4493 }
4494
4495 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4496 {
4497         int i;
4498         struct isl_set *set = NULL;
4499
4500         if (!map)
4501                 return NULL;
4502         map = isl_map_cow(map);
4503         if (!map)
4504                 return NULL;
4505         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4506         if (!map->dim)
4507                 goto error;
4508         set = (struct isl_set *)map;
4509         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4510                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4511                 if (!set->p[i])
4512                         goto error;
4513         }
4514         return set;
4515 error:
4516         isl_map_free(map);
4517         return NULL;
4518 }
4519
4520 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4521         unsigned flags)
4522 {
4523         struct isl_map *map;
4524
4525         if (!dim)
4526                 return NULL;
4527         if (n < 0)
4528                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4529                         "negative number of basic maps", goto error);
4530         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4531                         sizeof(struct isl_map) +
4532                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4533         if (!map)
4534                 goto error;
4535
4536         map->ctx = dim->ctx;
4537         isl_ctx_ref(map->ctx);
4538         map->ref = 1;
4539         map->size = n;
4540         map->n = 0;
4541         map->dim = dim;
4542         map->flags = flags;
4543         return map;
4544 error:
4545         isl_space_free(dim);
4546         return NULL;
4547 }
4548
4549 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4550                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4551                 unsigned flags)
4552 {
4553         struct isl_map *map;
4554         isl_space *dims;
4555
4556         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4557         if (!dims)
4558                 return NULL;
4559
4560         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4561         return map;
4562 }
4563
4564 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4565 {
4566         struct isl_basic_map *bmap;
4567         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4568         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4569         return bmap;
4570 }
4571
4572 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4573 {
4574         struct isl_basic_set *bset;
4575         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4576         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4577         return bset;
4578 }
4579
4580 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4581 {
4582         struct isl_basic_map *bmap;
4583         if (!model)
4584                 return NULL;
4585         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4586         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4587         return bmap;
4588 }
4589
4590 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4591 {
4592         struct isl_basic_map *bmap;
4593         if (!model)
4594                 return NULL;
4595         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4596         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4597         return bmap;
4598 }
4599
4600 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4601 {
4602         struct isl_basic_set *bset;
4603         if (!model)
4604                 return NULL;
4605         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4606         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4607         return bset;
4608 }
4609
4610 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4611 {
4612         struct isl_basic_map *bmap;
4613         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4614         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4615         return bmap;
4616 }
4617
4618 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4619 {
4620         struct isl_basic_set *bset;
4621         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4622         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4623         return bset;
4624 }
4625
4626 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4627 {
4628         int i;
4629         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4630         isl_basic_map *bmap;
4631
4632         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4633         for (i = 0; i < total; ++i) {
4634                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4635                 if (k < 0)
4636                         goto error;
4637                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4638                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4639         }
4640         return bmap;
4641 error:
4642         isl_basic_map_free(bmap);
4643         return NULL;
4644 }
4645
4646 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4647 {
4648         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4649 }
4650
4651 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4652 {
4653         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4654 }
4655
4656 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4657 {
4658         return isl_map_nat_universe(dim);
4659 }
4660
4661 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4662                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4663 {
4664         if (!model)
4665                 return NULL;
4666         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4667 }
4668
4669 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4670 {
4671         if (!model)
4672                 return NULL;
4673         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4674 }
4675
4676 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4677         __isl_keep isl_set *model)
4678 {
4679         if (!model)
4680                 return NULL;
4681         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4682 }
4683
4684 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4685 {
4686         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4687 }
4688
4689 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4690 {
4691         if (!model)
4692                 return NULL;
4693         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4694 }
4695
4696 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4697 {
4698         if (!model)
4699                 return NULL;
4700         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4701 }
4702
4703 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4704 {
4705         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4706 }
4707
4708 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4709 {
4710         if (!model)
4711                 return NULL;
4712         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4713 }
4714
4715 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4716 {
4717         struct isl_map *map;
4718         if (!dim)
4719                 return NULL;
4720         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4721         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4722         return map;
4723 }
4724
4725 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4726 {
4727         struct isl_set *set;
4728         if (!dim)
4729                 return NULL;
4730         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4731         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4732         return set;
4733 }
4734
4735 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4736 {
4737         if (!model)
4738                 return NULL;
4739         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
4740 }
4741
4742 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4743 {
4744         int i;
4745         struct isl_map *dup;
4746
4747         if (!map)
4748                 return NULL;
4749         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4750         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4751                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4752         return dup;
4753 }
4754
4755 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4756                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4757 {
4758         if (!bmap || !map)
4759                 goto error;
4760         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4761                 isl_basic_map_free(bmap);
4762                 return map;
4763         }
4764         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4765         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4766         map->p[map->n] = bmap;
4767         map->n++;
4768         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4769         return map;
4770 error:
4771         if (map)
4772                 isl_map_free(map);
4773         if (bmap)
4774                 isl_basic_map_free(bmap);
4775         return NULL;
4776 }
4777
4778 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4779 {
4780         int i;
4781
4782         if (!map)
4783                 return;
4784
4785         if (--map->ref > 0)
4786                 return;
4787
4788         isl_ctx_deref(map->ctx);
4789         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4790                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4791         isl_space_free(map->dim);
4792         free(map);
4793 }
4794
4795 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4796                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4797 {
4798         int i;
4799
4800         base = isl_map_cow(base);
4801         if (!base)
4802                 return NULL;
4803
4804         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4805         if (!base->dim)
4806                 goto error;
4807         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4808                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
4809                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4810                 if (!base->p[i])
4811                         goto error;
4812         }
4813         return base;
4814 error:
4815         isl_map_free(base);
4816         return NULL;
4817 }
4818
4819 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4820                 unsigned nparam, unsigned dim)
4821 {
4822         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4823                                                         nparam, 0, dim);
4824 }
4825
4826 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4827         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4828 {
4829         int j;
4830
4831         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4832         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4833         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4834         if (j < 0)
4835                 goto error;
4836         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4837         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4838         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4839         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4840         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4841 error:
4842         isl_basic_map_free(bmap);
4843         return NULL;
4844 }
4845
4846 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4847         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4848 {
4849         int j;
4850
4851         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4852         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4853         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4854         if (j < 0)
4855                 goto error;
4856         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4857         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4858         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4859         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4860         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4861 error:
4862         isl_basic_map_free(bmap);
4863         return NULL;
4864 }
4865
4866 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4867                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4868 {
4869         if (!bmap)
4870                 return NULL;
4871         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4872         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4873                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4874 error:
4875         isl_basic_map_free(bmap);
4876         return NULL;
4877 }
4878
4879 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4880                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4881 {
4882         if (!bmap)
4883                 return NULL;
4884         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4885         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4886                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4887 error:
4888         isl_basic_map_free(bmap);
4889         return NULL;
4890 }
4891
4892 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4893                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4894 {
4895         return (struct isl_basic_set *)
4896                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4897                                         type, pos, value);
4898 }
4899
4900 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4901                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4902 {
4903         return (struct isl_basic_set *)
4904                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4905                                         type, pos, value);
4906 }
4907
4908 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4909                 unsigned input, int value)
4910 {
4911         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4912 }
4913
4914 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4915                 unsigned dim, int value)
4916 {
4917         return (struct isl_basic_set *)
4918                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4919                                         isl_dim_set, dim, value);
4920 }
4921
4922 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4923                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4924 {
4925         int i;
4926
4927         map = isl_map_cow(map);
4928         if (!map)
4929                 return NULL;
4930
4931         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4932         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4933                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4934                 if (!map->p[i])
4935                         goto error;
4936         }
4937         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4938         return map;
4939 error:
4940         isl_map_free(map);
4941         return NULL;
4942 }
4943
4944 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4945                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4946 {
4947         return (struct isl_set *)
4948                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4949 }
4950
4951 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4952                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4953 {
4954         int i;
4955
4956         map = isl_map_cow(map);
4957         if (!map)
4958                 return NULL;
4959
4960         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4961         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4962                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4963                 if (!map->p[i])
4964                         goto error;
4965         }
4966         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4967         return map;
4968 error:
4969         isl_map_free(map);
4970         return NULL;
4971 }
4972
4973 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
4974                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4975 {
4976         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
4977 }
4978
4979 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
4980                 unsigned input, int value)
4981 {
4982         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
4983 }
4984
4985 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
4986 {
4987         return (struct isl_set *)
4988                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
4989 }
4990
4991 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
4992         __isl_take isl_basic_map *bmap,
4993         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
4994 {
4995         int j;
4996
4997         if (!bmap)
4998                 return NULL;
4999         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5000         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5001         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5002         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5003         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5004         if (j < 0)
5005                 goto error;
5006         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5007         if (upper) {
5008                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5009                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5010         } else {
5011                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5012                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5013         }
5014         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5015         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5016 error:
5017         isl_basic_map_free(bmap);
5018         return NULL;
5019 }
5020
5021 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5022         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5023         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5024 {
5025         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5026 }
5027
5028 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5029         unsigned dim, isl_int value)
5030 {
5031         int j;
5032
5033         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5034         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5035         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5036         if (j < 0)
5037                 goto error;
5038         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5039         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5040         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5041         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5042         return isl_basic_set_finalize(bset);
5043 error:
5044         isl_basic_set_free(bset);
5045         return NULL;
5046 }
5047
5048 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5049         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5050 {
5051         int i;
5052
5053         map = isl_map_cow(map);
5054         if (!map)
5055                 return NULL;
5056
5057         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5058         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5059                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5060                                                  type, pos, value, upper);
5061                 if (!map->p[i])
5062                         goto error;
5063         }
5064         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5065         return map;
5066 error:
5067         isl_map_free(map);
5068         return NULL;
5069 }
5070
5071 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5072         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5073 {
5074         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5075 }
5076
5077 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5078         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5079 {
5080         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5081 }
5082
5083 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5084                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5085 {
5086         return (struct isl_set *)
5087                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5088 }
5089
5090 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5091         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5092 {
5093         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5094 }
5095
5096 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5097                                         isl_int value)
5098 {
5099         int i;
5100
5101         set = isl_set_cow(set);
5102         if (!set)
5103                 return NULL;
5104
5105         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5106         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5107                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5108                 if (!set->p[i])
5109                         goto error;
5110         }
5111         return set;
5112 error:
5113         isl_set_free(set);
5114         return NULL;
5115 }
5116
5117 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5118 {
5119         int i;
5120
5121         map = isl_map_cow(map);
5122         if (!map)
5123                 return NULL;
5124
5125         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5126         if (!map->dim)
5127                 goto error;
5128         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5129                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5130                 if (!map->p[i])
5131                         goto error;
5132         }
5133         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5134         return map;
5135 error:
5136         isl_map_free(map);
5137         return NULL;
5138 }
5139
5140 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5141                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5142                 struct isl_set **empty, int max)
5143 {
5144         if (!bmap)
5145                 goto error;
5146         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5147                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5148         else
5149                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5150 error:
5151         isl_basic_map_free(bmap);
5152         isl_basic_set_free(dom);
5153         if (empty)
5154                 *empty = NULL;
5155         return NULL;
5156 }
5157
5158 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5159                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5160                 struct isl_set **empty)
5161 {
5162         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5163 }
5164
5165 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5166                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5167                 struct isl_set **empty)
5168 {
5169         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5170 }
5171
5172 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5173                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5174                 struct isl_set **empty)
5175 {
5176         return (struct isl_set *)
5177                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5178                         dom, empty);
5179 }
5180
5181 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5182                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5183                 struct isl_set **empty)
5184 {
5185         return (struct isl_set *)
5186                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5187                         dom, empty);
5188 }
5189
5190 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5191         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5192         __isl_give isl_set **empty)
5193 {
5194         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5195 }
5196
5197 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5198         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5199         __isl_give isl_set **empty)
5200 {
5201         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5202 }
5203
5204 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5205         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5206         __isl_give isl_set **empty)
5207 {
5208         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5209 }
5210
5211 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5212         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5213         __isl_give isl_set **empty)
5214 {
5215         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5216 }
5217
5218 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5219         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5220 {
5221         isl_basic_set *dom = NULL;
5222         isl_space *dom_space;
5223
5224         if (!bmap)
5225                 goto error;
5226         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5227         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5228         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5229 error:
5230         isl_basic_map_free(bmap);
5231         return NULL;
5232 }
5233
5234 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5235         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5236 {
5237         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5238 }
5239
5240 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
5241  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5242  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5243  *
5244  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
5245  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
5246  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
5247  * domain down into the parametric integer programming.
5248  */
5249 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
5250                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
5251                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5252 {
5253         int i;
5254         struct isl_map *res;
5255
5256         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
5257         if (!dom)
5258                 goto error;
5259
5260         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
5261                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
5262                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
5263                 isl_set_free(dom);
5264                 isl_basic_map_free(bmap);
5265                 return res;
5266         }
5267
5268         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5269                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
5270                 
5271         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
5272                 struct isl_map *res_i;
5273                 struct isl_set *empty_i;
5274
5275                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5276                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
5277
5278                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5279                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
5280         }
5281
5282         isl_set_free(dom);
5283         isl_basic_map_free(bmap);
5284         return res;
5285 error:
5286         *empty = NULL;
5287         isl_set_free(dom);
5288         isl_basic_map_free(bmap);
5289         return NULL;
5290 }
5291
5292 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5293  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5294  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5295  *
5296  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5297  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5298  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5299  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5300  * improve both "res" and "todo".
5301  *
5302  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5303  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5304  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5305  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5306  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5307  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5308  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5309  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5310  * for the ith basic map, i.e.,
5311  *
5312  *      todo^i = todo^k * todo_i
5313  *
5314  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5315  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5316  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5317  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5318  * the lexicographic order.)
5319  * In practice, we compute
5320  *
5321  *      res^k * (res_i . "<=")
5322  *
5323  * and
5324  *
5325  *      res_i * (res^k . "<")
5326  *
5327  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5328  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5329  * that one, i.e.,
5330  *
5331  *      res^k * todo_i
5332  * and
5333  *      res_i * todo^k
5334  *
5335  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5336  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5337  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5338  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5339  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5340  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5341  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5342  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5343  * the previous basic maps.
5344  */
5345 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5346                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5347                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5348 {
5349         int i;
5350         struct isl_map *res;
5351         struct isl_set *todo;
5352
5353         if (!map || !dom)
5354                 goto error;
5355
5356         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5357                 if (empty)
5358                         *empty = dom;
5359                 else
5360                         isl_set_free(dom);
5361                 return map;
5362         }
5363
5364         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5365                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5366
5367         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5368                 isl_map *lt, *le;
5369                 isl_map *res_i;
5370                 isl_set *todo_i;
5371                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5372
5373                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5374                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5375
5376                 if (max) {
5377                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5378                         le = isl_map_lex_le(dim);
5379                 } else {
5380                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5381                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5382                 }
5383                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5384                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5385                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5386                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5387
5388                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5389                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5390                                                         isl_set_copy(todo_i));
5391                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5392                                                         isl_set_copy(todo));
5393                 }
5394
5395                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5396                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5397                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5398
5399                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5400         }
5401
5402         isl_set_free(dom);
5403         isl_map_free(map);
5404
5405         if (empty)
5406                 *empty = todo;
5407         else
5408                 isl_set_free(todo);
5409
5410         return res;
5411 error:
5412         if (empty)
5413                 *empty = NULL;
5414         isl_set_free(dom);
5415         isl_map_free(map);
5416         return NULL;
5417 }
5418
5419 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5420  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5421  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5422  *
5423  * Align parameters if needed and then call isl_map_partial_lexopt_aligned.
5424  */
5425 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
5426                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5427                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5428 {
5429         if (!map || !dom)
5430                 goto error;
5431         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, dom->dim, isl_dim_param))
5432                 return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5433         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
5434             !isl_space_has_named_params(dom->dim))
5435                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5436                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
5437         map = isl_map_align_params(map, isl_map_get_space(dom));
5438         dom = isl_map_align_params(dom, isl_map_get_space(map));
5439         return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5440 error:
5441         if (empty)
5442                 *empty = NULL;
5443         isl_set_free(dom);
5444         isl_map_free(map);
5445         return NULL;
5446 }
5447
5448 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5449                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5450                 __isl_give isl_set **empty)
5451 {
5452         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5453 }
5454
5455 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5456                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5457                 __isl_give isl_set **empty)
5458 {
5459         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5460 }
5461
5462 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5463                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5464                 __isl_give isl_set **empty)
5465 {
5466         return (struct isl_set *)
5467                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5468                         dom, empty);
5469 }
5470
5471 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5472                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5473                 __isl_give isl_set **empty)
5474 {
5475         return (struct isl_set *)
5476                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5477                         dom, empty);
5478 }
5479
5480 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5481 {
5482         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5483         isl_space *dom_dim;
5484
5485         if (!bmap)
5486                 goto error;
5487         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5488         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5489         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5490 error:
5491         isl_basic_map_free(bmap);
5492         return NULL;
5493 }
5494
5495 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5496 {
5497         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5498 }
5499
5500 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5501 {
5502         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5503 }
5504
5505 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5506 {
5507         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5508 }
5509
5510 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5511 {
5512         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5513 }
5514
5515 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5516 {
5517         struct isl_set *dom = NULL;
5518         isl_space *dom_dim;
5519
5520         if (!map)
5521                 goto error;
5522         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(map->dim));
5523         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5524         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5525 error:
5526         isl_map_free(map);
5527         return NULL;
5528 }
5529
5530 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5531 {
5532         return isl_map_lexopt(map, 0);
5533 }
5534
5535 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5536 {
5537         return isl_map_lexopt(map, 1);
5538 }
5539
5540 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5541 {
5542         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5543 }
5544
5545 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5546 {
5547         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5548 }
5549
5550 /* Extract the first and only affine expression from list
5551  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5552  * This domain is known to be disjoint from other domains
5553  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
5554  */
5555 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5556         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5557 {
5558         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5559         isl_aff *aff;
5560         isl_pw_aff **pwaff = user;
5561         isl_pw_aff *pwaff_i;
5562
5563         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5564                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5565                         "expecting single element list", goto error);
5566
5567         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5568         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5569
5570         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5571
5572         isl_aff_list_free(list);
5573
5574         return 0;
5575 error:
5576         isl_basic_set_free(dom);
5577         isl_aff_list_free(list);
5578         return -1;
5579 }
5580
5581 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
5582  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
5583  *
5584  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
5585  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5586  */
5587 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
5588         int max)
5589 {
5590         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
5591         isl_pw_aff *pwaff;
5592         int r;
5593
5594         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
5595         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
5596         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5597
5598         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5599         if (r < 0)
5600                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5601
5602         return pwaff;
5603 }
5604
5605 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
5606  * as a function of the parameters and the input dimensions,
5607  * but independently of the other output dimensions.
5608  *
5609  * We first project out the other output dimension and then compute
5610  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
5611  * using isl_pw_aff_union_max.
5612  */
5613 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
5614         int max)
5615 {
5616         int i;
5617         isl_pw_aff *pwaff;
5618         unsigned n_out;
5619
5620         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
5621         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
5622         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
5623         if (!map)
5624                 return NULL;
5625
5626         if (map->n == 0) {
5627                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
5628                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
5629                 isl_map_free(map);
5630                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5631         }
5632
5633         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
5634         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5635                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5636
5637                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
5638                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
5639         }
5640
5641         isl_map_free(map);
5642
5643         return pwaff;
5644 }
5645
5646 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
5647  * parameters and input dimensions, but independently of
5648  * the other output dimensions.
5649  */
5650 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
5651 {
5652         return map_dim_opt(map, pos, 1);
5653 }
5654
5655 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
5656  * as a function of the parameters,
5657  * but independently of the other set dimensions.
5658  */
5659 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
5660         int max)
5661 {
5662         return map_dim_opt(set, pos, max);
5663 }
5664
5665 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
5666  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5667  */
5668 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
5669 {
5670         return set_dim_opt(set, pos, 1);
5671 }
5672
5673 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
5674  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5675  */
5676 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
5677 {
5678         return set_dim_opt(set, pos, 0);
5679 }
5680
5681 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5682  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5683  */
5684 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5685         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5686 {
5687         unsigned nparam;
5688
5689         if (!bset || !mat)
5690                 goto error;
5691
5692         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
5693         if (!bset->dim)
5694                 goto error;
5695
5696         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5697
5698         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5699
5700         bset->dim->nparam = 0;
5701         bset->dim->n_out = nparam;
5702         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5703         if (bset) {
5704                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5705                 bset->dim->n_out = 0;
5706         }
5707         return bset;
5708 error:
5709         isl_mat_free(mat);
5710         isl_basic_set_free(bset);
5711         return NULL;
5712 }
5713
5714 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5715  * set is assumed to have only parameters and divs.
5716  */
5717 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5718         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5719 {
5720         isl_space *dim = NULL;
5721         unsigned nparam;
5722
5723         if (!set || !mat)
5724                 goto error;
5725
5726         dim = isl_space_copy(set->dim);
5727         dim = isl_space_cow(dim);
5728         if (!dim)
5729                 goto error;
5730
5731         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5732
5733         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5734
5735         dim->nparam = 0;
5736         dim->n_out = nparam;
5737         isl_set_reset_space(set, dim);
5738         set = isl_set_preimage(set, mat);
5739         if (!set)
5740                 goto error2;
5741         dim = isl_space_copy(set->dim);
5742         dim = isl_space_cow(dim);
5743         if (!dim)
5744                 goto error2;
5745         dim->nparam = dim->n_out;
5746         dim->n_out = 0;
5747         isl_set_reset_space(set, dim);
5748         return set;
5749 error:
5750         isl_space_free(dim);
5751         isl_mat_free(mat);
5752 error2:
5753         isl_set_free(set);
5754         return NULL;
5755 }
5756
5757 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5758  * equalities in "eq".
5759  */
5760 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5761         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5762 {
5763         int i, k;
5764         unsigned len;
5765
5766         if (!bset || !eq)
5767                 goto error;
5768
5769         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
5770                                         eq->n_row, 0);
5771         if (!bset)
5772                 goto error;
5773
5774         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
5775         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5776                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5777                 if (k < 0)
5778                         goto error;
5779                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5780                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5781         }
5782         isl_mat_free(eq);
5783
5784         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5785         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5786
5787         return bset;
5788 error:
5789         isl_mat_free(eq);
5790         isl_basic_set_free(bset);
5791         return NULL;
5792 }
5793
5794 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5795  * equalities in "eq".
5796  */
5797 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5798         struct isl_mat *eq)
5799 {
5800         int i;
5801
5802         if (!set || !eq)
5803                 goto error;
5804
5805         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5806                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5807                                         isl_mat_copy(eq));
5808                 if (!set->p[i])
5809                         goto error;
5810         }
5811         isl_mat_free(eq);
5812         return set;
5813 error:
5814         isl_mat_free(eq);
5815         isl_set_free(set);
5816         return NULL;
5817 }
5818
5819 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5820  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5821  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5822  * The output has the same parameters, but only
5823  * explicit existentially quantified variables.
5824  *
5825  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5826  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5827  * among the parameters by performing a variable compression on
5828  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5829  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5830  */
5831 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5832 {
5833         int i, j;
5834         struct isl_mat *eq;
5835         struct isl_mat *T, *T2;
5836         struct isl_set *set;
5837         unsigned nparam, n_div;
5838
5839         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5840         if (!bset)
5841                 return NULL;
5842
5843         if (bset->n_eq == 0)
5844                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5845
5846         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5847
5848         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5849         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5850
5851         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5852                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5853                         ++i;
5854         }
5855         if (i == bset->n_eq)
5856                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5857
5858         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5859                 0, 1 + nparam);
5860         eq = isl_mat_cow(eq);
5861         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5862         if (T && T->n_col == 0) {
5863                 isl_mat_free(T);
5864                 isl_mat_free(T2);
5865                 isl_mat_free(eq);
5866                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5867                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5868         }
5869         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5870
5871         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5872         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5873         set = set_append_equalities(set, eq);
5874         return set;
5875 }
5876
5877 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5878  * quantified variables.
5879  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5880  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5881  * no input or output dimensions and the dimension specification
5882  * is reset to that of the input.
5883  */
5884 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5885 {
5886         struct isl_basic_set *bset;
5887         struct isl_set *set;
5888         struct isl_map *map;
5889         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
5890         unsigned         nparam;
5891         unsigned         n_in;
5892         unsigned         n_out;
5893
5894         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5895         if (!bmap)
5896                 return NULL;
5897
5898         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5899         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5900         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5901         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5902         if (!dim)
5903                 goto error;
5904
5905         orig_dim = bmap->dim;
5906         bmap->dim = dim;
5907         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5908
5909         set = parameter_compute_divs(bset);
5910         map = (struct isl_map *)set;
5911         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
5912
5913         return map;
5914 error:
5915         isl_basic_map_free(bmap);
5916         return NULL;
5917 }
5918
5919 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5920 {
5921         int i;
5922         unsigned off;
5923
5924         if (!bmap)
5925                 return -1;
5926
5927         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
5928         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5929                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5930                         return 0;
5931                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5932                                 return -1);
5933         }
5934         return 1;
5935 }
5936
5937 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5938 {
5939         int i;
5940
5941         if (!map)
5942                 return -1;
5943
5944         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5945                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
5946                 if (known <= 0)
5947                         return known;
5948         }
5949
5950         return 1;
5951 }
5952
5953 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5954  * expressions for them.  However, this computation may be
5955  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5956  * strictly needed.
5957  */
5958 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5959 {
5960         int known;
5961         struct isl_map *map;
5962
5963         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5964         if (known < 0)
5965                 goto error;
5966         if (known)
5967                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5968
5969         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
5970
5971         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
5972         if (known < 0)
5973                 goto error;
5974         if (known)
5975                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
5976
5977         map = compute_divs(bmap);
5978         return map;
5979 error:
5980         isl_basic_map_free(bmap);
5981         return NULL;
5982 }
5983
5984 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
5985 {
5986         int i;
5987         int known;
5988         struct isl_map *res;
5989
5990         if (!map)
5991                 return NULL;
5992         if (map->n == 0)
5993                 return map;
5994
5995         known = map_divs_known(map);
5996         if (known < 0) {
5997                 isl_map_free(map);
5998                 return NULL;
5999         }
6000         if (known)
6001                 return map;
6002
6003         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6004         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6005                 struct isl_map *r2;
6006                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6007                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6008                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6009                 else
6010                         res = isl_map_union(res, r2);
6011         }
6012         isl_map_free(map);
6013
6014         return res;
6015 }
6016
6017 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6018 {
6019         return (struct isl_set *)
6020                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6021 }
6022
6023 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6024 {
6025         return (struct isl_set *)
6026                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6027 }
6028
6029 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6030 {
6031         int i;
6032         struct isl_set *set;
6033
6034         if (!map)
6035                 goto error;
6036
6037         map = isl_map_cow(map);
6038         if (!map)
6039                 return NULL;
6040
6041         set = (struct isl_set *)map;
6042         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6043         if (!set->dim)
6044                 goto error;
6045         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6046                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6047                 if (!set->p[i])
6048                         goto error;
6049         }
6050         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6051         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6052         return set;
6053 error:
6054         isl_map_free(map);
6055         return NULL;
6056 }
6057
6058 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6059         __isl_take isl_map *map2)
6060 {
6061         int i;
6062         unsigned flags = 0;
6063         struct isl_map *map = NULL;
6064
6065         if (!map1 || !map2)
6066                 goto error;
6067
6068         if (map1->n == 0) {
6069                 isl_map_free(map1);
6070                 return map2;
6071         }
6072         if (map2->n == 0) {
6073                 isl_map_free(map2);
6074                 return map1;
6075         }
6076
6077         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6078
6079         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6080             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6081                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6082
6083         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6084                                 map1->n + map2->n, flags);
6085         if (!map)
6086                 goto error;
6087         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6088                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6089                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6090                 if (!map)
6091                         goto error;
6092         }
6093         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6094                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6095                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6096                 if (!map)
6097                         goto error;
6098         }
6099         isl_map_free(map1);
6100         isl_map_free(map2);
6101         return map;
6102 error:
6103         isl_map_free(map);
6104         isl_map_free(map1);
6105         isl_map_free(map2);
6106         return NULL;
6107 }
6108
6109 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6110         __isl_take isl_map *map2)
6111 {
6112         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6113 }
6114
6115 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6116 {
6117         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6118         if (!map1)
6119                 return NULL;
6120         if (map1->n > 1)
6121                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6122         return map1;
6123 }
6124
6125 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6126                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6127 {
6128         return (struct isl_set *)
6129                 isl_map_union_disjoint(
6130                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6131 }
6132
6133 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6134 {
6135         return (struct isl_set *)
6136                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6137 }
6138
6139 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6140         __isl_take isl_set *set)
6141 {
6142         unsigned flags = 0;
6143         struct isl_map *result;
6144         int i, j;
6145
6146         if (!map || !set)
6147                 goto error;
6148
6149         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6150                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6151                         "parameters don't match", goto error);
6152
6153         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6154             !isl_map_compatible_range(map, set))
6155                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6156                         "incompatible spaces", goto error);
6157
6158         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6159                 isl_set_free(set);
6160                 return map;
6161         }
6162
6163         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6164             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6165                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6166
6167         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6168                                         map->n * set->n, flags);
6169         if (!result)
6170                 goto error;
6171         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6172                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6173                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6174                             isl_basic_map_intersect_range(
6175                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6176                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6177                         if (!result)
6178                                 goto error;
6179                 }
6180         isl_map_free(map);
6181         isl_set_free(set);
6182         return result;
6183 error:
6184         isl_map_free(map);
6185         isl_set_free(set);
6186         return NULL;
6187 }
6188
6189 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6190         __isl_take isl_set *set)
6191 {
6192         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6193 }
6194
6195 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6196                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6197 {
6198         return isl_map_reverse(
6199                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6200 }
6201
6202 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6203         __isl_take isl_map *map2)
6204 {
6205         if (!map1 || !map2)
6206                 goto error;
6207         map1 = isl_map_reverse(map1);
6208         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6209         return isl_map_reverse(map1);
6210 error:
6211         isl_map_free(map1);
6212         isl_map_free(map2);
6213         return NULL;
6214 }
6215
6216 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6217         __isl_take isl_map *map2)
6218 {
6219         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6220 }
6221
6222 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6223         __isl_take isl_map *map2)
6224 {
6225         isl_space *dim_result;
6226         struct isl_map *result;
6227         int i, j;
6228
6229         if (!map1 || !map2)
6230                 goto error;
6231
6232         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6233                                   isl_space_copy(map2->dim));
6234
6235         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6236         if (!result)
6237                 goto error;
6238         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6239                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6240                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6241                             isl_basic_map_apply_range(
6242                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6243                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6244                         if (!result)
6245                                 goto error;
6246                 }
6247         isl_map_free(map1);
6248         isl_map_free(map2);
6249         if (result && result->n <= 1)
6250                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6251         return result;
6252 error:
6253         isl_map_free(map1);
6254         isl_map_free(map2);
6255         return NULL;
6256 }
6257
6258 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6259         __isl_take isl_map *map2)
6260 {
6261         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6262 }
6263
6264 /*
6265  * returns range - domain
6266  */
6267 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6268 {
6269         isl_space *dims, *target_dim;
6270         struct isl_basic_set *bset;
6271         unsigned dim;
6272         unsigned nparam;
6273         int i;
6274
6275         if (!bmap)
6276                 goto error;
6277         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6278                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6279                    goto error);
6280         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6281         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6282         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6283         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6284         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6285         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6286         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6287         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6288         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6289         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6290                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6291                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6292                 if (j < 0)
6293                         goto error;
6294                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6295                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6296                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6297                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6298         }
6299         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6300         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6301         return bset;
6302 error:
6303         isl_basic_map_free(bmap);
6304         return NULL;
6305 }
6306
6307 /*
6308  * returns range - domain
6309  */
6310 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
6311 {
6312         int i;
6313         isl_space *dim;
6314         struct isl_set *result;
6315
6316         if (!map)
6317                 return NULL;
6318
6319         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6320                                                  map->dim, isl_dim_out),
6321                    goto error);
6322         dim = isl_map_get_space(map);
6323         dim = isl_space_domain(dim);
6324         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6325         if (!result)
6326                 goto error;
6327         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6328                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6329                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6330         isl_map_free(map);
6331         return result;
6332 error:
6333         isl_map_free(map);
6334         return NULL;
6335 }
6336
6337 /*
6338  * returns [domain -> range] -> range - domain
6339  */
6340 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6341         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6342 {
6343         int i, k;
6344         isl_space *dim;
6345         isl_basic_map *domain;
6346         int nparam, n;
6347         unsigned total;
6348
6349         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6350                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6351                         "domain and range don't match", goto error);
6352
6353         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6354         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6355
6356         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6357         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6358
6359         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6360         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6361         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6362
6363         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6364
6365         for (i = 0; i < n; ++i) {
6366                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6367                 if (k < 0)
6368                         goto error;
6369                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6370                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6371                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6372                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6373         }
6374
6375         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6376         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6377 error:
6378         isl_basic_map_free(bmap);
6379         return NULL;
6380 }
6381
6382 /*
6383  * returns [domain -> range] -> range - domain
6384  */
6385 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6386 {
6387         int i;
6388         isl_space *domain_dim;
6389
6390         if (!map)
6391                 return NULL;
6392
6393         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6394                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6395                         "domain and range don't match", goto error);
6396
6397         map = isl_map_cow(map);
6398         if (!map)
6399                 return NULL;
6400
6401         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6402         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6403         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6404         if (!map->dim)
6405                 goto error;
6406         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6407                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6408                 if (!map->p[i])
6409                         goto error;
6410         }
6411         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6412         return map;
6413 error:
6414         isl_map_free(map);
6415         return NULL;
6416 }
6417
6418 __isl_give struct isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6419 {
6420         struct isl_basic_map *bmap;
6421         unsigned nparam;
6422         unsigned dim;
6423         int i;
6424
6425         if (!dims)
6426                 return NULL;
6427
6428         nparam = dims->nparam;
6429         dim = dims->n_out;
6430         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6431         if (!bmap)
6432                 goto error;
6433
6434         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6435                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6436                 if (j < 0)
6437                         goto error;
6438                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6439                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6440                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6441         }
6442         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6443 error:
6444         isl_basic_map_free(bmap);
6445         return NULL;
6446 }
6447
6448 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6449 {
6450         if (!dim)
6451                 return NULL;
6452         if (dim->n_in != dim->n_out)
6453                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6454                         "number of input and output dimensions needs to be "
6455                         "the same", goto error);
6456         return basic_map_identity(dim);
6457 error:
6458         isl_space_free(dim);
6459         return NULL;
6460 }
6461
6462 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6463 {
6464         if (!model || !model->dim)
6465                 return NULL;
6466         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6467 }
6468
6469 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6470 {
6471         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6472 }
6473
6474 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6475 {
6476         if (!model || !model->dim)
6477                 return NULL;
6478         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6479 }
6480
6481 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6482 {
6483         if (!model || !model->dim)
6484                 return NULL;
6485         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6486 }
6487
6488 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6489 {
6490         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6491         isl_map *id;
6492         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6493         return isl_map_intersect_range(id, set);
6494 }
6495
6496 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6497  * values.
6498  */
6499 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6500         __isl_take isl_space *space)
6501 {
6502         int i;
6503         unsigned nparam;
6504         unsigned dim;
6505         struct isl_basic_set *bset;
6506
6507         if (!space)
6508                 return NULL;
6509         nparam = space->nparam;
6510         dim = space->n_out;
6511         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6512         if (!bset)
6513                 return NULL;
6514         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6515                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6516                 if (k < 0)
6517                         goto error;
6518                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6519                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6520         }
6521         return bset;
6522 error:
6523         isl_basic_set_free(bset);
6524         return NULL;
6525 }
6526
6527 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6528  */
6529 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6530         int pos)
6531 {
6532         int k;
6533         isl_basic_set *nonneg;
6534
6535         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6536         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6537         if (k < 0)
6538                 goto error;
6539         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6540         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6541
6542         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6543 error:
6544         isl_basic_set_free(nonneg);
6545         return NULL;
6546 }
6547
6548 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6549  */
6550 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6551 {
6552         int k;
6553         isl_basic_set *neg;
6554
6555         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6556         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6557         if (k < 0)
6558                 goto error;
6559         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6560         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6561         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6562
6563         return isl_basic_set_finalize(neg);
6564 error:
6565         isl_basic_set_free(neg);
6566         return NULL;
6567 }
6568
6569 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6570         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6571 {
6572         int i;
6573         isl_basic_set *nonneg;
6574         isl_basic_set *neg;
6575
6576         if (!set)
6577                 return NULL;
6578         if (n == 0)
6579                 return set;
6580
6581         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6582
6583         for (i = 0; i < n; ++i) {
6584                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6585                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6586                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6587                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6588
6589                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6590         }
6591
6592         return set;
6593 error:
6594         isl_set_free(set);
6595         return NULL;
6596 }
6597
6598 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6599         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6600         void *user)
6601 {
6602         isl_set *half;
6603
6604         if (!set)
6605                 return -1;
6606         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6607                 isl_set_free(set);
6608                 return 0;
6609         }
6610         if (first == len)
6611                 return fn(set, signs, user);
6612
6613         signs[first] = 1;
6614         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6615                                                         1 + first));
6616         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6617         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6618                 goto error;
6619
6620         signs[first] = -1;
6621         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6622                                                         1 + first));
6623         half = isl_set_intersect(half, set);
6624         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6625 error:
6626         isl_set_free(set);
6627         return -1;
6628 }
6629
6630 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6631  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6632  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6633  * to the sign of the corresponding variable.
6634  */
6635 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6636         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6637         void *user)
6638 {
6639         unsigned nparam;
6640         unsigned nvar;
6641         int *signs;
6642         int r;
6643
6644         if (!set)
6645                 return -1;
6646         if (isl_set_plain_is_empty(set))
6647                 return 0;
6648
6649         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6650         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
6651
6652         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
6653
6654         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
6655                             fn, user);
6656
6657         free(signs);
6658
6659         return r;
6660 }
6661
6662 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6663 {
6664         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6665 }
6666
6667 int isl_basic_map_is_subset(
6668                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6669 {
6670         int is_subset;
6671         struct isl_map *map1;
6672         struct isl_map *map2;
6673
6674         if (!bmap1 || !bmap2)
6675                 return -1;
6676
6677         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6678         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6679
6680         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6681
6682         isl_map_free(map1);
6683         isl_map_free(map2);
6684
6685         return is_subset;
6686 }
6687
6688 int isl_basic_map_is_equal(
6689                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6690 {
6691         int is_subset;
6692
6693         if (!bmap1 || !bmap2)
6694                 return -1;
6695         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6696         if (is_subset != 1)
6697                 return is_subset;
6698         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6699         return is_subset;
6700 }
6701
6702 int isl_basic_set_is_equal(
6703                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6704 {
6705         return isl_basic_map_is_equal(
6706                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6707 }
6708
6709 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6710 {
6711         int i;
6712         int is_empty;
6713
6714         if (!map)
6715                 return -1;
6716         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6717                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6718                 if (is_empty < 0)
6719                         return -1;
6720                 if (!is_empty)
6721                         return 0;
6722         }
6723         return 1;
6724 }
6725
6726 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6727 {
6728         return map ? map->n == 0 : -1;
6729 }
6730
6731 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6732 {
6733         return isl_map_plain_is_empty(map);
6734 }
6735
6736 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6737 {
6738         return set ? set->n == 0 : -1;
6739 }
6740
6741 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6742 {
6743         return isl_set_plain_is_empty(set);
6744 }
6745
6746 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6747 {
6748         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6749 }
6750
6751 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6752 {
6753         if (!map1 || !map2)
6754                 return -1;
6755
6756         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
6757 }
6758
6759 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6760 {
6761         if (!set1 || !set2)
6762                 return -1;
6763
6764         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
6765 }
6766
6767 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6768 {
6769         int is_subset;
6770
6771         if (!map1 || !map2)
6772                 return -1;
6773         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6774         if (is_subset != 1)
6775                 return is_subset;
6776         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6777         return is_subset;
6778 }
6779
6780 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6781 {
6782         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
6783 }
6784
6785 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6786                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6787 {
6788         int is_subset;
6789
6790         if (!bmap1 || !bmap2)
6791                 return -1;
6792         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6793         if (is_subset != 1)
6794                 return is_subset;
6795         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6796         if (is_subset == -1)
6797                 return is_subset;
6798         return !is_subset;
6799 }
6800
6801 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6802 {
6803         int is_subset;
6804
6805         if (!map1 || !map2)
6806                 return -1;
6807         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6808         if (is_subset != 1)
6809                 return is_subset;
6810         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6811         if (is_subset == -1)
6812                 return is_subset;
6813         return !is_subset;
6814 }
6815
6816 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6817 {
6818         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6819 }
6820
6821 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6822 {
6823         if (!bmap)
6824                 return -1;
6825         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6826 }
6827
6828 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6829 {
6830         if (!bset)
6831                 return -1;
6832         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6833 }
6834
6835 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6836 {
6837         int i;
6838
6839         if (!map)
6840                 return -1;
6841
6842         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6843                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6844                 if (r < 0 || r)
6845                         return r;
6846         }
6847
6848         return 0;
6849 }
6850
6851 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6852 {
6853         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6854 }
6855
6856 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6857 {
6858         return isl_set_plain_is_universe(set);
6859 }
6860
6861 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6862 {
6863         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6864         struct isl_vec *sample = NULL;
6865         int empty;
6866         unsigned total;
6867
6868         if (!bmap)
6869                 return -1;
6870
6871         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6872                 return 1;
6873
6874         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6875                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6876                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6877                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6878                 isl_basic_map_free(copy);
6879                 return empty;
6880         }
6881
6882         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6883         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6884                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6885                 if (contains < 0)
6886                         return -1;
6887                 if (contains)
6888                         return 0;
6889         }
6890         isl_vec_free(bmap->sample);
6891         bmap->sample = NULL;
6892         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6893         if (!bset)
6894                 return -1;
6895         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6896         if (!sample)
6897                 return -1;
6898         empty = sample->size == 0;
6899         isl_vec_free(bmap->sample);
6900         bmap->sample = sample;
6901         if (empty)
6902                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6903
6904         return empty;
6905 }
6906
6907 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6908 {
6909         if (!bmap)
6910                 return -1;
6911         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6912 }
6913
6914 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6915 {
6916         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6917 }
6918
6919 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6920 {
6921         if (!bset)
6922                 return -1;
6923         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6924 }
6925
6926 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6927 {
6928         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6929 }
6930
6931 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6932 {
6933         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6934 }
6935
6936 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6937         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6938 {
6939         struct isl_map *map;
6940         if (!bmap1 || !bmap2)
6941                 return NULL;
6942
6943         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6944
6945         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6946         if (!map)
6947                 goto error;
6948         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6949         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6950         return map;
6951 error:
6952         isl_basic_map_free(bmap1);
6953         isl_basic_map_free(bmap2);
6954         return NULL;
6955 }
6956
6957 struct isl_set *isl_basic_set_union(
6958                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6959 {
6960         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
6961                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
6962                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
6963 }
6964
6965 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
6966 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6967 {
6968         int i;
6969         unsigned off;
6970
6971         if (!bmap)
6972                 return NULL;
6973
6974         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6975
6976         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6977                 int pos;
6978                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6979                         continue;
6980                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
6981                                                             bmap->n_div-i);
6982                 if (pos == -1)
6983                         continue;
6984                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
6985                 --i;
6986         }
6987         return bmap;
6988 }
6989
6990 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
6991 {
6992         return (struct isl_basic_set *)
6993                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6994 }
6995
6996 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
6997 {
6998         int i;
6999
7000         if (!map)
7001                 return 0;
7002
7003         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7004                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7005                 if (!map->p[i])
7006                         goto error;
7007         }
7008
7009         return map;
7010 error:
7011         isl_map_free(map);
7012         return NULL;
7013 }
7014
7015 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7016  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7017  * list of divs is given by "div".
7018  */
7019 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7020         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7021 {
7022         int i, j;
7023         int n_div;
7024
7025         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7026         if (!bset || !div)
7027                 goto error;
7028
7029         if (div->n_row < bset->n_div)
7030                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7031                         "not an expansion", goto error);
7032
7033         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7034                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7035                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7036
7037         n_div = bset->n_div;
7038         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7039                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7040                         goto error;
7041
7042         j = n_div - 1;
7043         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7044                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7045                         if (i != j)
7046                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7047                         j--;
7048                 } else {
7049                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7050                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7051                                 goto error;
7052                 }
7053         }
7054
7055         isl_mat_free(div);
7056         return bset;
7057 error:
7058         isl_basic_set_free(bset);
7059         isl_mat_free(div);
7060         return NULL;
7061 }
7062
7063 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7064  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7065  * 
7066  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7067  * of the corresponding div in dst otherwise.
7068  */
7069 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7070                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7071 {
7072         int i;
7073
7074         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7075
7076         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7077         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7078                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7079                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7080                                                 dst->n_div - div) == -1)
7081                         return i;
7082         return -1;
7083 }
7084
7085 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7086                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7087 {
7088         int i;
7089         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7090
7091         if (!dst || !src)
7092                 goto error;
7093
7094         if (src->n_div == 0)
7095                 return dst;
7096
7097         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7098                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7099
7100         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7101         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7102         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7103                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7104         if (!dst)
7105                 return NULL;
7106         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7107                 int j = find_div(dst, src, i);
7108                 if (j < 0) {
7109                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7110                         if (j < 0)
7111                                 goto error;
7112                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7113                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7114                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7115                                 goto error;
7116                 }
7117                 if (j != i)
7118                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7119         }
7120         return dst;
7121 error:
7122         isl_basic_map_free(dst);
7123         return NULL;
7124 }
7125
7126 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7127                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7128 {
7129         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7130                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7131 }
7132
7133 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7134 {
7135         int i;
7136
7137         if (!map)
7138                 return NULL;
7139         if (map->n == 0)
7140                 return map;
7141         map = isl_map_compute_divs(map);
7142         map = isl_map_cow(map);
7143         if (!map)
7144                 return NULL;
7145
7146         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7147                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7148         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7149                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7150
7151         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7152         return map;
7153 }
7154
7155 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7156 {
7157         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7158 }
7159
7160 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7161         __isl_take isl_map *map)
7162 {
7163         if (!set || !map)
7164                 goto error;
7165         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7166         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7167         set = isl_map_range(map);
7168         return set;
7169 error:
7170         isl_set_free(set);
7171         isl_map_free(map);
7172         return NULL;
7173 }
7174
7175 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7176         __isl_take isl_map *map)
7177 {
7178         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7179 }
7180
7181 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7182  * the meaning of the set.
7183  */
7184 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7185 {
7186         int i;
7187
7188         if (!map)
7189                 return NULL;
7190
7191         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7192                 if (!ISL_F_ISSET(map->p[i], ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7193                         continue;
7194                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7195                 if (i != map->n-1) {
7196                         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7197                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7198                 }
7199                 map->n--;
7200         }
7201
7202         return map;
7203 }
7204
7205 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7206 {
7207         return (struct isl_set *)
7208                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7209 }
7210
7211 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7212 {
7213         struct isl_basic_map *bmap;
7214         if (!map || map->n == 0)
7215                 return NULL;
7216         bmap = map->p[map->n-1];
7217         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7218         return isl_basic_map_copy(bmap);
7219 }
7220
7221 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7222 {
7223         return (struct isl_basic_set *)
7224                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7225 }
7226
7227 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7228                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7229 {
7230         int i;
7231
7232         if (!map || !bmap)
7233                 goto error;
7234         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7235                 if (map->p[i] != bmap)
7236                         continue;
7237                 map = isl_map_cow(map);
7238                 if (!map)
7239                         goto error;
7240                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7241                 if (i != map->n-1) {
7242                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7243                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7244                 }
7245                 map->n--;
7246                 return map;
7247         }
7248         return map;
7249 error:
7250         isl_map_free(map);
7251         return NULL;
7252 }
7253
7254 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7255                                                 struct isl_basic_set *bset)
7256 {
7257         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7258                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7259 }
7260
7261 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7262  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7263  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7264  */
7265 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7266         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7267         int pos, isl_int *opt)
7268 {
7269         isl_space *dims;
7270         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7271         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7272         struct isl_ctx *ctx;
7273         struct isl_vec *obj;
7274         unsigned total;
7275         unsigned nparam;
7276         unsigned dim1, dim2;
7277         enum isl_lp_result res;
7278
7279         if (!bset1 || !bset2)
7280                 return isl_lp_error;
7281
7282         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7283         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7284         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7285         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7286         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7287         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7288         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7289         if (!bmap1 || !bmap2)
7290                 goto error;
7291         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7292         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7293                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7294                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7295         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7296         if (!bmap1)
7297                 goto error;
7298         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7299         ctx = bmap1->ctx;
7300         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7301         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7302         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7303         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7304         if (!obj)
7305                 goto error;
7306         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7307                                         opt, NULL, NULL);
7308         isl_basic_map_free(bmap1);
7309         isl_vec_free(obj);
7310         return res;
7311 error:
7312         isl_basic_map_free(bmap1);
7313         isl_basic_map_free(bmap2);
7314         return isl_lp_error;
7315 }
7316
7317 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7318  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7319  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7320  * smaller or larger than those in bset2.
7321  *
7322  * Returns
7323  *       1 if bset1 follows bset2
7324  *      -1 if bset1 precedes bset2
7325  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7326  *      -2 if some error occurred.
7327  */
7328 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7329         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7330 {
7331         isl_int opt;
7332         enum isl_lp_result res;
7333         int cmp;
7334
7335         isl_int_init(opt);
7336
7337         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7338
7339         if (res == isl_lp_empty)
7340                 cmp = 0;
7341         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7342                   res == isl_lp_unbounded)
7343                 cmp = 1;
7344         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7345                 cmp = -1;
7346         else
7347                 cmp = -2;
7348
7349         isl_int_clear(opt);
7350         return cmp;
7351 }
7352
7353 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7354  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7355  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7356  * than a value of the same dimension in bset2.
7357  *
7358  * Return
7359  *       1 if there exists such a pair
7360  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7361  *      -1 otherwise
7362  *      -2 if some error occurred.
7363  */
7364 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7365         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7366 {
7367         isl_int opt;
7368         enum isl_lp_result res;
7369         int cmp;
7370
7371         isl_int_init(opt);
7372
7373         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7374
7375         if (res == isl_lp_empty)
7376                 cmp = -1;
7377         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7378                   res == isl_lp_unbounded)
7379                 cmp = 1;
7380         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7381                 cmp = -1;
7382         else if (res == isl_lp_ok)
7383                 cmp = 0;
7384         else
7385                 cmp = -2;
7386
7387         isl_int_clear(opt);
7388         return cmp;
7389 }
7390
7391 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7392  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7393  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7394  * than a value of the same dimension in set2.
7395  *
7396  * Return
7397  *       1 if there exists such a pair
7398  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7399  *      -1 otherwise
7400  *      -2 if some error occurred.
7401  */
7402 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7403         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7404 {
7405         int i, j;
7406         int follows = -1;
7407
7408         if (!set1 || !set2)
7409                 return -2;
7410
7411         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7412                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7413                         int f;
7414                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7415                         if (f == 1 || f == -2)
7416                                 return f;
7417                         if (f > follows)
7418                                 follows = f;
7419                 }
7420
7421         return follows;
7422 }
7423
7424 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7425         unsigned pos, isl_int *val)
7426 {
7427         int i;
7428         int d;
7429         unsigned total;
7430
7431         if (!bmap)
7432                 return -1;
7433         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7434         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7435                 for (; d+1 > pos; --d)
7436                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7437                                 break;
7438                 if (d != pos)
7439                         continue;
7440                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7441                         return 0;
7442                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7443                         return 0;
7444                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7445                         return 0;
7446                 if (val)
7447                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7448                 return 1;
7449         }
7450         return 0;
7451 }
7452
7453 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7454         unsigned pos, isl_int *val)
7455 {
7456         int i;
7457         isl_int v;
7458         isl_int tmp;
7459         int fixed;
7460
7461         if (!map)
7462                 return -1;
7463         if (map->n == 0)
7464                 return 0;
7465         if (map->n == 1)
7466                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7467         isl_int_init(v);
7468         isl_int_init(tmp);
7469         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
7470         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7471                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
7472                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7473                         fixed = 0;
7474         }
7475         if (val)
7476                 isl_int_set(*val, v);
7477         isl_int_clear(tmp);
7478         isl_int_clear(v);
7479         return fixed;
7480 }
7481
7482 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7483         unsigned pos, isl_int *val)
7484 {
7485         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7486                                                 pos, val);
7487 }
7488
7489 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7490         isl_int *val)
7491 {
7492         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7493 }
7494
7495 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7496         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7497 {
7498         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7499                 return -1;
7500         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7501                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7502 }
7503
7504 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7505         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7506 {
7507         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7508                 return -1;
7509         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7510                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7511 }
7512
7513 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7514         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7515 {
7516         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
7517 }
7518
7519 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7520         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7521 {
7522         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7523 }
7524
7525 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7526  * then return this fixed value in *val.
7527  */
7528 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7529         unsigned dim, isl_int *val)
7530 {
7531         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7532                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7533 }
7534
7535 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7536  * then return this fixed value in *val.
7537  */
7538 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7539         unsigned dim, isl_int *val)
7540 {
7541         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7542 }
7543
7544 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7545         unsigned dim, isl_int *val)
7546 {
7547         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7548 }
7549
7550 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7551  * then return this fixed value in *val.
7552  */
7553 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7554         unsigned in, isl_int *val)
7555 {
7556         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7557 }
7558
7559 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7560  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7561  */
7562 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7563         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7564 {
7565         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7566         isl_int *c;
7567         unsigned total;
7568         unsigned nparam;
7569
7570         if (!bset)
7571                 return -1;
7572         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7573         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7574         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7575                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7576                         continue;
7577                 if (i_eq != -1)
7578                         return 0;
7579                 i_eq = i;
7580         }
7581         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7582                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7583                         continue;
7584                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7585                         return 0;
7586                 i_ineq = i;
7587         }
7588         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7589                 return 0;
7590         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7591         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7592         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7593                 return 0;
7594         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7595                 return 0;
7596         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7597                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7598                 return 0;
7599         if (val)
7600                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7601         return 1;
7602 }
7603
7604 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7605         unsigned dim, isl_int *val)
7606 {
7607         int i;
7608         isl_int v;
7609         isl_int tmp;
7610         int fixed;
7611
7612         if (!set)
7613                 return -1;
7614         if (set->n == 0)
7615                 return 0;
7616         if (set->n == 1)
7617                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7618                                                                 dim, val);
7619         isl_int_init(v);
7620         isl_int_init(tmp);
7621         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7622                                                                 dim, &v);
7623         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7624                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7625                                                                 dim, &tmp);
7626                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7627                         fixed = 0;
7628         }
7629         if (val)
7630                 isl_int_set(*val, v);
7631         isl_int_clear(tmp);
7632         isl_int_clear(v);
7633         return fixed;
7634 }
7635
7636 struct constraint {
7637         unsigned        size;
7638         isl_int         *c;
7639 };
7640
7641 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
7642  * variables sorting first.
7643  */
7644 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
7645 {
7646         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
7647         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
7648         int l1, l2;
7649         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
7650
7651         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
7652         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
7653
7654         if (l1 != l2)
7655                 return l1 - l2;
7656
7657         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
7658 }
7659
7660 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
7661         struct isl_basic_map *bmap)
7662 {
7663         int i;
7664         struct constraint *c;
7665         unsigned total;
7666
7667         if (!bmap)
7668                 return NULL;
7669         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7670         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
7671         if (!c)
7672                 goto error;
7673         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7674                 c[i].size = total;
7675                 c[i].c = bmap->ineq[i];
7676         }
7677         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7678         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7679                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7680         free(c);
7681         return bmap;
7682 error:
7683         isl_basic_map_free(bmap);
7684         return NULL;
7685 }
7686
7687 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7688         __isl_take isl_basic_set *bset)
7689 {
7690         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7691                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7692 }
7693
7694 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7695 {
7696         if (!bmap)
7697                 return NULL;
7698         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7699                 return bmap;
7700         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7701         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7702         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7703         return bmap;
7704 }
7705
7706 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7707 {
7708         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7709                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7710 }
7711
7712 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7713         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7714 {
7715         int i, cmp;
7716         unsigned total;
7717
7718         if (bmap1 == bmap2)
7719                 return 0;
7720         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7721             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7722                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7723         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7724                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7725         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7726                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7727         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7728                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7729         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7730             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7731                 return 0;
7732         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7733                 return 1;
7734         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7735                 return -1;
7736         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7737                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7738         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7739                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7740         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7741                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7742         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7743         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7744                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7745                 if (cmp)
7746                         return cmp;
7747         }
7748         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7749                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7750                 if (cmp)
7751                         return cmp;
7752         }
7753         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7754                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7755                 if (cmp)
7756                         return cmp;
7757         }
7758         return 0;
7759 }
7760
7761 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
7762         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7763 {
7764         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
7765 }
7766
7767 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
7768         const __isl_keep isl_set *set2)
7769 {
7770         int i, cmp;
7771
7772         if (set1 == set2)
7773                 return 0;
7774         if (set1->n != set2->n)
7775                 return set1->n - set2->n;
7776
7777         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
7778                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
7779                 if (cmp)
7780                         return cmp;
7781         }
7782
7783         return 0;
7784 }
7785
7786 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7787         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7788 {
7789         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7790 }
7791
7792 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7793         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7794 {
7795         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7796                                             (isl_basic_map *)bset2);
7797 }
7798
7799 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7800 {
7801         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7802         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7803
7804         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7805 }
7806
7807 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7808  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7809  * meaning of any possible other copies of map.
7810  */
7811 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7812 {
7813         int i, j;
7814         struct isl_basic_map *bmap;
7815
7816         if (!map)
7817                 return NULL;
7818         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7819                 return map;
7820         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7821                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7822                 if (!bmap)
7823                         goto error;
7824                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7825                 map->p[i] = bmap;
7826         }
7827         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7828         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7829         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7830         if (!map)
7831                 return NULL;
7832         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7833                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7834                         continue;
7835                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7836                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7837                         map->p[j-1] = map->p[j];
7838                 map->n--;
7839         }
7840         return map;
7841 error:
7842         isl_map_free(map);
7843         return NULL;
7844
7845 }
7846
7847 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7848 {
7849         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7850 }
7851
7852 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7853 {
7854         int i;
7855         int equal;
7856
7857         if (!map1 || !map2)
7858                 return -1;
7859
7860         if (map1 == map2)
7861                 return 1;
7862         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
7863                 return 0;
7864
7865         map1 = isl_map_copy(map1);
7866         map2 = isl_map_copy(map2);
7867         map1 = isl_map_normalize(map1);
7868         map2 = isl_map_normalize(map2);
7869         if (!map1 || !map2)
7870                 goto error;
7871         equal = map1->n == map2->n;
7872         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7873                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7874                 if (equal < 0)
7875                         goto error;
7876         }
7877         isl_map_free(map1);
7878         isl_map_free(map2);
7879         return equal;
7880 error:
7881         isl_map_free(map1);
7882         isl_map_free(map2);
7883         return -1;
7884 }
7885
7886 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7887 {
7888         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7889 }
7890
7891 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7892 {
7893         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7894                                                 (struct isl_map *)set2);
7895 }
7896
7897 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7898 {
7899         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7900 }
7901
7902 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7903  */
7904 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7905         isl_int min, isl_int max)
7906 {
7907         int k;
7908         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7909
7910         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7911         if (!bset)
7912                 goto error;
7913
7914         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7915         if (k < 0)
7916                 goto error;
7917         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7918         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7919
7920         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7921         if (k < 0)
7922                 goto error;
7923         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7924         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7925
7926         return bset;
7927 error:
7928         isl_basic_set_free(bset);
7929         return NULL;
7930 }
7931
7932 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7933  */
7934 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7935         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7936 {
7937         int i;
7938         unsigned dim;
7939         unsigned nparam;
7940         unsigned extra;
7941         unsigned n_eq;
7942         unsigned n_ineq;
7943         struct isl_basic_set *product = NULL;
7944
7945         if (!list)
7946                 goto error;
7947         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7948         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7949         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7950         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7951         extra = list->p[0]->n_div;
7952         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7953         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7954         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7955                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7956                 isl_assert(list->ctx,
7957                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7958                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7959                 extra += list->p[i]->n_div;
7960                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7961                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7962         }
7963         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7964                                         n_eq, n_ineq);
7965         if (!product)
7966                 goto error;
7967         dim = 0;
7968         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
7969                 isl_basic_set_add_constraints(product,
7970                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
7971                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7972         }
7973         isl_basic_set_list_free(list);
7974         return product;
7975 error:
7976         isl_basic_set_free(product);
7977         isl_basic_set_list_free(list);
7978         return NULL;
7979 }
7980
7981 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
7982                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7983 {
7984         isl_space *dim_result = NULL;
7985         struct isl_basic_map *bmap;
7986         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
7987         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
7988
7989         if (!bmap1 || !bmap2)
7990                 goto error;
7991
7992         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
7993                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
7994         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
7995                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
7996
7997         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
7998         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
7999         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8000         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8001         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8002
8003         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8004         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8005         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8006         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8007         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8008         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8009         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8010         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8011         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8012         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8013         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8014
8015         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8016                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8017                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8018                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8019         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8020         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8021         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8022         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8023 error:
8024         isl_basic_map_free(bmap1);
8025         isl_basic_map_free(bmap2);
8026         return NULL;
8027 }
8028
8029 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8030         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8031 {
8032         isl_basic_map *prod;
8033
8034         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8035         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8036         return prod;
8037 }
8038
8039 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8040         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8041 {
8042         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8043 }
8044
8045 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8046         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8047 {
8048         isl_space *space_result = NULL;
8049         isl_basic_map *bmap;
8050         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8051         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8052
8053         if (!bmap1 || !bmap2)
8054                 goto error;
8055
8056         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8057                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8058
8059         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8060         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8061         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8062         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8063
8064         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8065         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8066         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8067         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8068         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8069         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8070         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8071         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8072         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8073         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8074         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8075
8076         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8077                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8078                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8079                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8080         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8081         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8082         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8083         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8084 error:
8085         isl_basic_map_free(bmap1);
8086         isl_basic_map_free(bmap2);
8087         return NULL;
8088 }
8089
8090 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8091         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8092 {
8093         isl_space *dim_result = NULL;
8094         isl_basic_map *bmap;
8095         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8096         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8097
8098         if (!bmap1 || !bmap2)
8099                 goto error;
8100
8101         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8102                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8103
8104         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8105         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8106         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8107         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8108
8109         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8110         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8111         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8112         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8113         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8114         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8115         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8116         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8117         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8118         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8119         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8120
8121         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8122                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8123                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8124                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8125         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8126         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8127         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8128         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8129 error:
8130         isl_basic_map_free(bmap1);
8131         isl_basic_map_free(bmap2);
8132         return NULL;
8133 }
8134
8135 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8136         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8137 {
8138         isl_basic_map *prod;
8139
8140         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8141         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8142         return prod;
8143 }
8144
8145 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8146         __isl_take isl_map *map2,
8147         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8148                                            __isl_take isl_space *right),
8149         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8150                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8151 {
8152         unsigned flags = 0;
8153         struct isl_map *result;
8154         int i, j;
8155
8156         if (!map1 || !map2)
8157                 goto error;
8158
8159         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8160                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8161
8162         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8163             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8164                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8165
8166         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8167                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8168                                 map1->n * map2->n, flags);
8169         if (!result)
8170                 goto error;
8171         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8172                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8173                         struct isl_basic_map *part;
8174                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8175                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8176                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8177                                 isl_basic_map_free(part);
8178                         else
8179                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8180                         if (!result)
8181                                 goto error;
8182                 }
8183         isl_map_free(map1);
8184         isl_map_free(map2);
8185         return result;
8186 error:
8187         isl_map_free(map1);
8188         isl_map_free(map2);
8189         return NULL;
8190 }
8191
8192 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8193  */
8194 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8195         __isl_take isl_map *map2)
8196 {
8197         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8198 }
8199
8200 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8201         __isl_take isl_map *map2)
8202 {
8203         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8204 }
8205
8206 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8207  */
8208 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8209         __isl_take isl_map *map2)
8210 {
8211         isl_map *prod;
8212
8213         prod = isl_map_product(map1, map2);
8214         prod = isl_map_flatten(prod);
8215         return prod;
8216 }
8217
8218 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8219  */
8220 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8221 {
8222         return isl_map_range_product(set1, set2);
8223 }
8224
8225 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8226         __isl_take isl_set *set2)
8227 {
8228         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8229 }
8230
8231 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8232  */
8233 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8234         __isl_take isl_map *map2)
8235 {
8236         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8237                                 &isl_basic_map_domain_product);
8238 }
8239
8240 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8241  */
8242 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8243         __isl_take isl_map *map2)
8244 {
8245         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8246                                 &isl_basic_map_range_product);
8247 }
8248
8249 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8250         __isl_take isl_map *map2)
8251 {
8252         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8253                                                 &map_domain_product_aligned);
8254 }
8255
8256 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8257         __isl_take isl_map *map2)
8258 {
8259         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8260                                                 &map_range_product_aligned);
8261 }
8262
8263 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8264  */
8265 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8266         __isl_take isl_map *map2)
8267 {
8268         isl_map *prod;
8269
8270         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8271         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8272         return prod;
8273 }
8274
8275 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8276  */
8277 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8278         __isl_take isl_map *map2)
8279 {
8280         isl_map *prod;
8281
8282         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8283         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8284         return prod;
8285 }
8286
8287 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8288 {
8289         int i;
8290         uint32_t hash = isl_hash_init();
8291         unsigned total;
8292
8293         if (!bmap)
8294                 return 0;
8295         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8296         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8297         if (!bmap)
8298                 return 0;
8299         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8300         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8301         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8302                 uint32_t c_hash;
8303                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8304                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8305         }
8306         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8307         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8308                 uint32_t c_hash;
8309                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8310                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8311         }
8312         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8313         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8314                 uint32_t c_hash;
8315                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8316                         continue;
8317                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8318                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8319                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8320         }
8321         isl_basic_map_free(bmap);
8322         return hash;
8323 }
8324
8325 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8326 {
8327         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8328 }
8329
8330 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8331 {
8332         int i;
8333         uint32_t hash;
8334
8335         if (!map)
8336                 return 0;
8337         map = isl_map_copy(map);
8338         map = isl_map_normalize(map);
8339         if (!map)
8340                 return 0;
8341
8342         hash = isl_hash_init();
8343         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8344                 uint32_t bmap_hash;
8345                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8346                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8347         }
8348                 
8349         isl_map_free(map);
8350
8351         return hash;
8352 }
8353
8354 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8355 {
8356         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8357 }
8358
8359 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8360  * by the values of the other parameters and variables.
8361  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8362  */
8363 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8364 {
8365         int i;
8366         unsigned nparam;
8367
8368         if (!bset)
8369                 return -1;
8370         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8371         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8372                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8373                         return 1;
8374         return 0;
8375 }
8376
8377 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8378  * by the values of the other parameters and variables.
8379  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8380  * for each of the subsets.
8381  */
8382 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8383 {
8384         int i;
8385
8386         if (!set)
8387                 return -1;
8388         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8389                 int unique;
8390                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8391                 if (unique != 1)
8392                         return unique;
8393         }
8394         return 1;
8395 }
8396
8397 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8398 {
8399         return set ? set->n : 0;
8400 }
8401
8402 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8403         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8404 {
8405         int i;
8406
8407         if (!map)
8408                 return -1;
8409
8410         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8411                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8412                         return -1;
8413
8414         return 0;
8415 }
8416
8417 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8418         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8419 {
8420         int i;
8421
8422         if (!set)
8423                 return -1;
8424
8425         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8426                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8427                         return -1;
8428
8429         return 0;
8430 }
8431
8432 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8433 {
8434         isl_space *dim;
8435
8436         if (!bset)
8437                 return NULL;
8438
8439         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8440         if (!bset)
8441                 return NULL;
8442
8443         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8444         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8445         if (!dim)
8446                 goto error;
8447         isl_space_free(bset->dim);
8448         bset->dim = dim;
8449         bset->extra -= bset->n_div;
8450         bset->n_div = 0;
8451
8452         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8453
8454         return bset;
8455 error:
8456         isl_basic_set_free(bset);
8457         return NULL;
8458 }
8459
8460 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8461 {
8462         int i;
8463         isl_space *dim;
8464         unsigned n_div;
8465
8466         set = isl_set_align_divs(set);
8467
8468         if (!set)
8469                 return NULL;
8470
8471         set = isl_set_cow(set);
8472         if (!set)
8473                 return NULL;
8474
8475         n_div = set->p[0]->n_div;
8476         dim = isl_set_get_space(set);
8477         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8478         if (!dim)
8479                 goto error;
8480         isl_space_free(set->dim);
8481         set->dim = dim;
8482
8483         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8484                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8485                 if (!set->p[i])
8486                         goto error;
8487         }
8488
8489         return set;
8490 error:
8491         isl_set_free(set);
8492         return NULL;
8493 }
8494
8495 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8496 {
8497         isl_space *dim;
8498         struct isl_basic_map *bmap;
8499         unsigned n_set;
8500         unsigned n_div;
8501         unsigned n_param;
8502         unsigned total;
8503         int i, k, l;
8504
8505         set = isl_set_align_divs(set);
8506
8507         if (!set)
8508                 return NULL;
8509
8510         dim = isl_set_get_space(set);
8511         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8512                 isl_set_free(set);
8513                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8514         }
8515
8516         n_div = set->p[0]->n_div;
8517         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8518         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8519         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8520         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8521         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8522         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8523                 bmap = var_equal(bmap, i);
8524
8525         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8526         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8527                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8528                 if (k < 0)
8529                         goto error;
8530                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8531                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8532                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8533                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8534                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8535                             set->p[0]->div[i][0]);
8536
8537                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8538                 if (l < 0)
8539                         goto error;
8540                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8541                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8542                             set->p[0]->div[i][0]);
8543                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8544         }
8545
8546         isl_set_free(set);
8547         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8548         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8549         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8550 error:
8551         isl_set_free(set);
8552         isl_basic_map_free(bmap);
8553         return NULL;
8554 }
8555
8556 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8557 {
8558         unsigned dim;
8559         int size = 0;
8560
8561         if (!bset)
8562                 return -1;
8563
8564         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8565         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8566         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8567         size += bset->n_div * (2 + dim);
8568
8569         return size;
8570 }
8571
8572 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8573 {
8574         int i;
8575         int size = 0;
8576
8577         if (!set)
8578                 return -1;
8579
8580         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8581                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8582
8583         return size;
8584 }
8585
8586 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8587  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8588  */
8589 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8590         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8591 {
8592         int i;
8593
8594         if (!bmap)
8595                 return -1;
8596
8597         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8598
8599         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8600
8601         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8602                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8603                         continue;
8604                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8605                         return 1;
8606         }
8607
8608         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8609                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8610                         return 1;
8611
8612         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8613                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8614                 if (sgn > 0)
8615                         lower = 1;
8616                 if (sgn < 0)
8617                         upper = 1;
8618         }
8619
8620         return lower && upper;
8621 }
8622
8623 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8625 {
8626         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
8627 }
8628
8629 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8631 {
8632         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
8633 }
8634
8635 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8636         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8637 {
8638         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
8639 }
8640
8641 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
8642         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8643 {
8644         int i;
8645
8646         if (!map)
8647                 return -1;
8648
8649         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8650                 int bounded;
8651                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
8652                 if (bounded < 0 || !bounded)
8653                         return bounded;
8654         }
8655
8656         return 1;
8657 }
8658
8659 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
8660  * and a lower bound.
8661  */
8662 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
8663         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8664 {
8665         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
8666 }
8667
8668 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
8669         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
8670         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8671                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
8672 {
8673         int i;
8674
8675         if (!map)
8676                 return -1;
8677
8678         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8679                 int bounded;
8680                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
8681                 if (bounded < 0 || bounded)
8682                         return bounded;
8683         }
8684
8685         return 0;
8686 }
8687
8688 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
8689  */
8690 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8691         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8692 {
8693         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
8694 }
8695
8696 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
8697  */
8698 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
8699         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8700 {
8701         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
8702 }
8703
8704 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
8705  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
8706  * elements of the array "signs".
8707  * Sign
8708  *      1 means that the variable is non-negative
8709  *      -1 means that the variable is non-positive
8710  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
8711  */
8712 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8713         unsigned first, unsigned n, int *signs)
8714 {
8715         isl_vec *bound = NULL;
8716         struct isl_tab *tab = NULL;
8717         struct isl_tab_undo *snap;
8718         int i;
8719
8720         if (!bset || !signs)
8721                 return -1;
8722
8723         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
8724         tab = isl_tab_from_basic_set(bset);
8725         if (!bound || !tab)
8726                 goto error;
8727
8728         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
8729         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
8730
8731         snap = isl_tab_snap(tab);
8732         for (i = 0; i < n; ++i) {
8733                 int empty;
8734
8735                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
8736                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8737                         goto error;
8738                 empty = tab->empty;
8739                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8740                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8741                         goto error;
8742
8743                 if (empty) {
8744                         signs[i] = 1;
8745                         continue;
8746                 }
8747
8748                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
8749                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8750                         goto error;
8751                 empty = tab->empty;
8752                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8753                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8754                         goto error;
8755
8756                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
8757         }
8758
8759         isl_tab_free(tab);
8760         isl_vec_free(bound);
8761         return 0;
8762 error:
8763         isl_tab_free(tab);
8764         isl_vec_free(bound);
8765         return -1;
8766 }
8767
8768 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8769         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
8770 {
8771         if (!bset || !signs)
8772                 return -1;
8773         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
8774                 return -1);
8775
8776         first += pos(bset->dim, type) - 1;
8777         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
8778 }
8779
8780 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
8781  * In particular, for each output dimension, check that there is
8782  * an equality that defines the output dimension in terms of
8783  * earlier dimensions.
8784  */
8785 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8786 {
8787         int i, j;
8788         unsigned total;
8789         unsigned n_out;
8790         unsigned o_out;
8791
8792         if (!bmap)
8793                 return -1;
8794
8795         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
8796         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
8797         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8798
8799         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
8800                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
8801                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
8802                                 continue;
8803                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
8804                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
8805                                 break;
8806                 }
8807                 if (j >= bmap->n_eq)
8808                         return 0;
8809         }
8810
8811         return 1;
8812 }
8813
8814 /* Check if the given map is obviously single-valued.
8815  */
8816 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8817 {
8818         if (!map)
8819                 return -1;
8820         if (map->n == 0)
8821                 return 1;
8822         if (map->n >= 2)
8823                 return 0;
8824
8825         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
8826 }
8827
8828 /* Check if the given map is single-valued.
8829  * We simply compute
8830  *
8831  *      M \circ M^-1
8832  *
8833  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
8834  */
8835 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8836 {
8837         isl_space *dim;
8838         isl_map *test;
8839         isl_map *id;
8840         int sv;
8841
8842         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8843         if (sv < 0 || sv)
8844                 return sv;
8845
8846         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
8847         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
8848
8849         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
8850         id = isl_map_identity(dim);
8851
8852         sv = isl_map_is_subset(test, id);
8853
8854         isl_map_free(test);
8855         isl_map_free(id);
8856
8857         return sv;
8858 }
8859
8860 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8861 {
8862         int in;
8863
8864         map = isl_map_copy(map);
8865         map = isl_map_reverse(map);
8866         in = isl_map_is_single_valued(map);
8867         isl_map_free(map);
8868
8869         return in;
8870 }
8871
8872 /* Check if the given map is obviously injective.
8873  */
8874 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8875 {
8876         int in;
8877
8878         map = isl_map_copy(map);
8879         map = isl_map_reverse(map);
8880         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8881         isl_map_free(map);
8882
8883         return in;
8884 }
8885
8886 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8887 {
8888         int sv;
8889
8890         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8891         if (sv < 0 || !sv)
8892                 return sv;
8893
8894         return isl_map_is_injective(map);
8895 }
8896
8897 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8898 {
8899         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8900 }
8901
8902 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8903 {
8904         int ok;
8905         isl_set *delta;
8906
8907         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8908         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8909         isl_set_free(delta);
8910
8911         return ok;
8912 }
8913
8914 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8915 {
8916         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8917                 return 0;
8918         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8919                 return 0;
8920         return 1;
8921 }
8922
8923 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8924 {
8925         int i, j;
8926         unsigned nvar;
8927         unsigned ovar;
8928
8929         if (!bset)
8930                 return -1;
8931
8932         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8933                 return 0;
8934
8935         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8936         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8937         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8938                 int lower = 0, upper = 0;
8939                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8940                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8941                                 continue;
8942                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8943                                 return 0;
8944                         break;
8945                 }
8946                 if (i < bset->n_eq)
8947                         continue;
8948                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8949                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8950                                 continue;
8951                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8952                                 return 0;
8953                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8954                                 lower = 1;
8955                         else
8956                                 upper = 1;
8957                 }
8958                 if (!lower || !upper)
8959                         return 0;
8960         }
8961
8962         return 1;
8963 }
8964
8965 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
8966 {
8967         if (!set)
8968                 return -1;
8969         if (set->n != 1)
8970                 return 0;
8971
8972         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
8973 }
8974
8975 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8976 {
8977         if (!bset)
8978                 return -1;
8979         
8980         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
8981 }
8982
8983 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
8984 {
8985         if (!set)
8986                 return -1;
8987         
8988         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
8989 }
8990
8991 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
8992 {
8993         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
8994         if (!bmap)
8995                 return NULL;
8996
8997         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
8998         if (!bmap->dim)
8999                 goto error;
9000
9001         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9002
9003         return (isl_basic_set *)bmap;
9004 error:
9005         isl_basic_map_free(bmap);
9006         return NULL;
9007 }
9008
9009 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9010 {
9011         int i;
9012
9013         map = isl_map_cow(map);
9014         if (!map)
9015                 return NULL;
9016
9017         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9018                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9019                 if (!map->p[i])
9020                         goto error;
9021         }
9022         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9023         if (!map->dim)
9024                 goto error;
9025
9026         return (isl_set *)map;
9027 error:
9028         isl_map_free(map);
9029         return NULL;
9030 }
9031
9032 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9033 {
9034         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9035         if (!bset)
9036                 return NULL;
9037
9038         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9039         if (!bset->dim)
9040                 goto error;
9041
9042         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9043
9044         return (isl_basic_map *)bset;
9045 error:
9046         isl_basic_set_free(bset);
9047         return NULL;
9048 }
9049
9050 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9051 {
9052         int i;
9053
9054         if (!set)
9055                 return NULL;
9056
9057         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9058                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9059                         goto error);
9060
9061         set = isl_set_cow(set);
9062         if (!set)
9063                 return NULL;
9064
9065         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9066                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9067                 if (!set->p[i])
9068                         goto error;
9069         }
9070
9071         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9072         if (!set->dim)
9073                 goto error;
9074
9075         return (isl_map *)set;
9076 error:
9077         isl_set_free(set);
9078         return NULL;
9079 }
9080
9081 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9082         enum isl_dim_type type)
9083 {
9084         if (!bmap)
9085                 return NULL;
9086
9087         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9088                 return bmap;
9089
9090         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9091         if (!bmap)
9092                 return NULL;
9093
9094         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9095         if (!bmap->dim)
9096                 goto error;
9097
9098         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9099
9100         return bmap;
9101 error:
9102         isl_basic_map_free(bmap);
9103         return NULL;
9104 }
9105
9106 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9107         enum isl_dim_type type)
9108 {
9109         int i;
9110
9111         if (!map)
9112                 return NULL;
9113
9114         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9115                 return map;
9116
9117         map = isl_map_cow(map);
9118         if (!map)
9119                 return NULL;
9120
9121         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9122                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9123                 if (!map->p[i])
9124                         goto error;
9125         }
9126         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9127         if (!map->dim)
9128                 goto error;
9129
9130         return map;
9131 error:
9132         isl_map_free(map);
9133         return NULL;
9134 }
9135
9136 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9137 {
9138         if (!bmap)
9139                 return NULL;
9140
9141         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9142                 return bmap;
9143
9144         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9145         if (!bmap)
9146                 return NULL;
9147
9148         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9149         if (!bmap->dim)
9150                 goto error;
9151
9152         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9153
9154         return bmap;
9155 error:
9156         isl_basic_map_free(bmap);
9157         return NULL;
9158 }
9159
9160 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9161 {
9162         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9163 }
9164
9165 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9166         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9167 {
9168         if (!bmap)
9169                 return NULL;
9170
9171         if (!bmap->dim->nested[0])
9172                 return bmap;
9173
9174         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9175         if (!bmap)
9176                 return NULL;
9177
9178         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9179         if (!bmap->dim)
9180                 goto error;
9181
9182         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9183
9184         return bmap;
9185 error:
9186         isl_basic_map_free(bmap);
9187         return NULL;
9188 }
9189
9190 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9191         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9192 {
9193         if (!bmap)
9194                 return NULL;
9195
9196         if (!bmap->dim->nested[1])
9197                 return bmap;
9198
9199         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9200         if (!bmap)
9201                 return NULL;
9202
9203         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9204         if (!bmap->dim)
9205                 goto error;
9206
9207         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9208
9209         return bmap;
9210 error:
9211         isl_basic_map_free(bmap);
9212         return NULL;
9213 }
9214
9215 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9216 {
9217         int i;
9218
9219         if (!map)
9220                 return NULL;
9221
9222         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9223                 return map;
9224
9225         map = isl_map_cow(map);
9226         if (!map)
9227                 return NULL;
9228
9229         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9230                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9231                 if (!map->p[i])
9232                         goto error;
9233         }
9234         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9235         if (!map->dim)
9236                 goto error;
9237
9238         return map;
9239 error:
9240         isl_map_free(map);
9241         return NULL;
9242 }
9243
9244 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9245 {
9246         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9247 }
9248
9249 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9250 {
9251         isl_space *dim, *flat_dim;
9252         isl_map *map;
9253
9254         dim = isl_set_get_space(set);
9255         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9256         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9257         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9258
9259         return map;
9260 }
9261
9262 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9263 {
9264         int i;
9265
9266         if (!map)
9267                 return NULL;
9268
9269         if (!map->dim->nested[0])
9270                 return map;
9271
9272         map = isl_map_cow(map);
9273         if (!map)
9274                 return NULL;
9275
9276         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9277                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9278                 if (!map->p[i])
9279                         goto error;
9280         }
9281         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9282         if (!map->dim)
9283                 goto error;
9284
9285         return map;
9286 error:
9287         isl_map_free(map);
9288         return NULL;
9289 }
9290
9291 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9292 {
9293         int i;
9294
9295         if (!map)
9296                 return NULL;
9297
9298         if (!map->dim->nested[1])
9299                 return map;
9300
9301         map = isl_map_cow(map);
9302         if (!map)
9303                 return NULL;
9304
9305         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9306                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9307                 if (!map->p[i])
9308                         goto error;
9309         }
9310         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9311         if (!map->dim)
9312                 goto error;
9313
9314         return map;
9315 error:
9316         isl_map_free(map);
9317         return NULL;
9318 }
9319
9320 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9321  * and set the dimension specification to "dim".
9322  */
9323 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9324         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9325 {
9326         isl_basic_map *res;
9327
9328         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9329         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9330                 goto error;
9331
9332         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9333                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9334         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9335         res = isl_basic_map_finalize(res);
9336         return res;
9337 error:
9338         free(dim_map);
9339         isl_basic_map_free(bmap);
9340         isl_space_free(dim);
9341         return NULL;
9342 }
9343
9344 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9345  */
9346 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9347         __isl_take isl_reordering *r)
9348 {
9349         int i;
9350         struct isl_dim_map *dim_map;
9351
9352         map = isl_map_cow(map);
9353         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9354         if (!map || !r || !dim_map)
9355                 goto error;
9356
9357         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9358                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9359
9360                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9361
9362                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9363                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9364
9365                 if (!map->p[i])
9366                         goto error;
9367         }
9368
9369         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9370
9371         isl_reordering_free(r);
9372         free(dim_map);
9373         return map;
9374 error:
9375         free(dim_map);
9376         isl_map_free(map);
9377         isl_reordering_free(r);
9378         return NULL;
9379 }
9380
9381 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9382         __isl_take isl_reordering *r)
9383 {
9384         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9385 }
9386
9387 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9388         __isl_take isl_space *model)
9389 {
9390         isl_ctx *ctx;
9391
9392         if (!map || !model)
9393                 goto error;
9394
9395         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9396         if (!isl_space_has_named_params(model))
9397                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9398                         "model has unnamed parameters", goto error);
9399         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9400                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9401                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9402         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9403                 isl_reordering *exp;
9404
9405                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9406                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9407                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9408                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9409                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9410                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9411                 map = isl_map_realign(map, exp);
9412         }
9413
9414         isl_space_free(model);
9415         return map;
9416 error:
9417         isl_space_free(model);
9418         isl_map_free(map);
9419         return NULL;
9420 }
9421
9422 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9423         __isl_take isl_space *model)
9424 {
9425         return isl_map_align_params(set, model);
9426 }
9427
9428 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9429                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9430                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9431                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9432 {
9433         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9434         struct isl_mat *mat;
9435         int i, j, k;
9436         int pos;
9437
9438         if (!bmap)
9439                 return NULL;
9440         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9441                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9442         if (!mat)
9443                 return NULL;
9444         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9445                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9446                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9447                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9448                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9449                                             bmap->eq[i][off + k]);
9450                                 ++pos;
9451                         }
9452                 }
9453
9454         return mat;
9455 }
9456
9457 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9458                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9459                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9460                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9461 {
9462         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9463         struct isl_mat *mat;
9464         int i, j, k;
9465         int pos;
9466
9467         if (!bmap)
9468                 return NULL;
9469         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9470                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9471         if (!mat)
9472                 return NULL;
9473         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9474                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9475                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9476                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9477                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9478                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9479                                 ++pos;
9480                         }
9481                 }
9482
9483         return mat;
9484 }
9485
9486 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9487         __isl_take isl_space *dim,
9488         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9489         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9490         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9491 {
9492         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9493         isl_basic_map *bmap;
9494         unsigned total;
9495         unsigned extra;
9496         int i, j, k, l;
9497         int pos;
9498
9499         if (!dim || !eq || !ineq)
9500                 goto error;
9501
9502         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9503                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9504                         "equalities and inequalities matrices should have "
9505                         "same number of columns", goto error);
9506
9507         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9508
9509         if (eq->n_col < total)
9510                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9511                         "number of columns too small", goto error);
9512
9513         extra = eq->n_col - total;
9514
9515         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9516                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9517         if (!bmap)
9518                 goto error;
9519         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9520                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9521                 if (k < 0)
9522                         goto error;
9523                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
9524         }
9525         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
9526                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9527                 if (l < 0)
9528                         goto error;
9529                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9530                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9531                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9532                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
9533                                             eq->row[i][pos]);
9534                                 ++pos;
9535                         }
9536                 }
9537         }
9538         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
9539                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9540                 if (l < 0)
9541                         goto error;
9542                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9543                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9544                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9545                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
9546                                             ineq->row[i][pos]);
9547                                 ++pos;
9548                         }
9549                 }
9550         }
9551
9552         isl_space_free(dim);
9553         isl_mat_free(eq);
9554         isl_mat_free(ineq);
9555
9556         return bmap;
9557 error:
9558         isl_space_free(dim);
9559         isl_mat_free(eq);
9560         isl_mat_free(ineq);
9561         return NULL;
9562 }
9563
9564 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
9565         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9566         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9567 {
9568         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9569                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9570 }
9571
9572 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
9573         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9574         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9575 {
9576         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9577                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9578 }
9579
9580 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
9581         __isl_take isl_space *dim,
9582         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9583         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9584 {
9585         return (isl_basic_set*)
9586             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
9587                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9588 }
9589
9590 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9591 {
9592         if (!bmap)
9593                 return -1;
9594         
9595         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
9596 }
9597
9598 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
9599 {
9600         if (!map)
9601                 return -1;
9602         
9603         return isl_space_can_zip(map->dim);
9604 }
9605
9606 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
9607  * (A -> C) -> (B -> D).
9608  */
9609 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9610 {
9611         unsigned pos;
9612         unsigned n1;
9613         unsigned n2;
9614
9615         if (!bmap)
9616                 return NULL;
9617
9618         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
9619                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
9620                         "basic map cannot be zipped", goto error);
9621         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
9622                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
9623         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
9624         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
9625         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
9626         if (!bmap)
9627                 return NULL;
9628         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
9629         if (!bmap->dim)
9630                 goto error;
9631         return bmap;
9632 error:
9633         isl_basic_map_free(bmap);
9634         return NULL;
9635 }
9636
9637 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
9638  * (A -> C) -> (B -> D).
9639  */
9640 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
9641 {
9642         int i;
9643
9644         if (!map)
9645                 return NULL;
9646
9647         if (!isl_map_can_zip(map))
9648                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
9649                         goto error);
9650
9651         map = isl_map_cow(map);
9652         if (!map)
9653                 return NULL;
9654
9655         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9656                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
9657                 if (!map->p[i])
9658                         goto error;
9659         }
9660
9661         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
9662         if (!map->dim)
9663                 goto error;
9664
9665         return map;
9666 error:
9667         isl_map_free(map);
9668         return NULL;
9669 }
9670
9671 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
9672  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
9673  */
9674 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
9675 {
9676         int k;
9677         int pos;
9678         isl_local_space *ls;
9679         isl_basic_map *bmap;
9680
9681         if (!aff)
9682                 return NULL;
9683
9684         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
9685         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
9686         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
9687         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9688         if (k < 0)
9689                 goto error;
9690
9691         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9692         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
9693         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
9694         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
9695                     aff->v->size - (pos + 1));
9696
9697         isl_aff_free(aff);
9698         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9699         return bmap;
9700 error:
9701         isl_aff_free(aff);
9702         isl_basic_map_free(bmap);
9703         return NULL;
9704 }
9705
9706 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
9707  * to its range, with each dimension in the range equated to the
9708  * corresponding affine expression.
9709  */
9710 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
9711         __isl_take isl_multi_aff *maff)
9712 {
9713         int i;
9714         isl_space *space;
9715         isl_basic_map *bmap;
9716
9717         if (!maff)
9718                 return NULL;
9719
9720         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
9721                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
9722                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
9723
9724         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
9725         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
9726
9727         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
9728                 isl_aff *aff;
9729                 isl_basic_map *bmap_i;
9730
9731                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
9732                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
9733
9734                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
9735         }
9736
9737         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
9738
9739         isl_multi_aff_free(maff);
9740         return bmap;
9741 }
9742
9743 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
9744  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
9745  * where each coordinate in the range is prescribed by the
9746  * corresponding affine expression.
9747  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
9748  * domain_dim.
9749  */
9750 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
9751         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
9752 {
9753         int i;
9754         isl_space *dim;
9755         isl_basic_map *bmap;
9756
9757         if (!list)
9758                 return NULL;
9759
9760         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
9761         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
9762
9763         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
9764                 isl_aff *aff;
9765                 isl_basic_map *bmap_i;
9766
9767                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
9768                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
9769
9770                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
9771         }
9772
9773         isl_aff_list_free(list);
9774         return bmap;
9775 }
9776
9777 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
9778         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9779 {
9780         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
9781 }
9782
9783 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
9784  */
9785 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
9786         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9787 {
9788         isl_basic_map *bmap = NULL;
9789         int i;
9790
9791         if (!map)
9792                 return NULL;
9793
9794         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9795                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9796                         "index out of bounds", goto error);
9797         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9798                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9799                         "index out of bounds", goto error);
9800
9801         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
9802         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9803         if (i < 0)
9804                 goto error;
9805         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9806         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9807         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9808         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
9809         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9810         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9811
9812         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9813
9814         return map;
9815 error:
9816         isl_basic_map_free(bmap);
9817         isl_map_free(map);
9818         return NULL;
9819 }
9820
9821 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
9822  */
9823 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
9824         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9825 {
9826         isl_basic_map *bmap = NULL;
9827         int i;
9828
9829         if (!map)
9830                 return NULL;
9831
9832         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9833                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9834                         "index out of bounds", goto error);
9835         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9836                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9837                         "index out of bounds", goto error);
9838
9839         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
9840         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9841         if (i < 0)
9842                 goto error;
9843         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9844         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9845         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9846         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
9847         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9848         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9849
9850         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9851
9852         return map;
9853 error:
9854         isl_basic_map_free(bmap);
9855         isl_map_free(map);
9856         return NULL;
9857 }
9858
9859 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9860         int pos)
9861 {
9862         isl_aff *div;
9863         isl_local_space *ls;
9864
9865         if (!bmap)
9866                 return NULL;
9867
9868         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
9869                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
9870                         "some divs are unknown", return NULL);
9871
9872         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
9873         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
9874         isl_local_space_free(ls);
9875
9876         return div;
9877 }
9878
9879 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9880         int pos)
9881 {
9882         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
9883 }
9884
9885 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
9886  *
9887  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
9888  *
9889  *      f/d
9890  *
9891  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
9892  *
9893  *      floor((a i + g)/m)
9894  *
9895  * is replaced by
9896  *
9897  *      floor((a f + d g)/(m d))
9898  *
9899  * Constraints of the form
9900  *
9901  *      a i + g
9902  *
9903  * are replaced by
9904  *
9905  *      a f + d g
9906  */
9907 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
9908         __isl_take isl_basic_set *bset,
9909         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
9910 {
9911         int i;
9912         isl_int v;
9913         isl_ctx *ctx;
9914
9915         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
9916                 return bset;
9917
9918         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9919         if (!bset || !subs)
9920                 goto error;
9921
9922         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
9923         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
9924                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9925                         "spaces don't match", goto error);
9926         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
9927                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
9928                         "cannot handle divs yet", goto error);
9929
9930         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
9931
9932         isl_int_init(v);
9933
9934         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9935                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
9936                         continue;
9937                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
9938                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
9939                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
9940                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
9941         }
9942
9943         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9944                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
9945                         continue;
9946                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
9947                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
9948                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
9949                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
9950         }
9951
9952         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
9953                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
9954                         continue;
9955                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
9956                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
9957                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
9958                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
9959                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
9960                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
9961         }
9962
9963         isl_int_clear(v);
9964
9965         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
9966         return isl_basic_set_finalize(bset);
9967 error:
9968         isl_basic_set_free(bset);
9969         return NULL;
9970 }
9971
9972 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
9973  */
9974 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
9975         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
9976 {
9977         int i;
9978
9979         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
9980                 return set;
9981
9982         set = isl_set_cow(set);
9983         if (!set || !subs)
9984                 goto error;
9985
9986         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
9987                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
9988                 if (!set->p[i])
9989                         goto error;
9990                 if (isl_basic_set_plain_is_empty(set->p[i])) {
9991                         isl_basic_set_free(set->p[i]);
9992                         if (i != set->n - 1)
9993                                 set->p[i] = set->p[set->n - 1];
9994                         set->n--;
9995                 }
9996         }
9997
9998         return set;
9999 error:
10000         isl_set_free(set);
10001         return NULL;
10002 }