Merge branch 'maint'
[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 /* Does the given dimension have a name?
493  */
494 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
495         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
496 {
497         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
498 }
499
500 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
501         __isl_take isl_basic_map *bmap,
502         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
503 {
504         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
505         if (!bmap)
506                 return NULL;
507         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
508         if (!bmap->dim)
509                 goto error;
510         return bmap;
511 error:
512         isl_basic_map_free(bmap);
513         return NULL;
514 }
515
516 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
517         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
518 {
519         int i;
520
521         map = isl_map_cow(map);
522         if (!map)
523                 return NULL;
524
525         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
526         if (!map->dim)
527                 goto error;
528
529         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
530                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
531                 if (!map->p[i])
532                         goto error;
533         }
534
535         return map;
536 error:
537         isl_map_free(map);
538         return NULL;
539 }
540
541 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
542         __isl_take isl_basic_set *bset,
543         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
544 {
545         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
546                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
547 }
548
549 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
550         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
551 {
552         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
553 }
554
555 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
556         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
557 {
558         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
559 }
560
561 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
562         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
563 {
564         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
565 }
566
567 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
568         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
569 {
570         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
571 }
572
573 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
574         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
575 {
576         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
577 }
578
579 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
580         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
581 {
582         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
583 }
584
585 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
586         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
587 {
588         map = isl_map_cow(map);
589         if (!map)
590                 return isl_id_free(id);
591
592         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
593
594         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
595 }
596
597 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
598         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
599 {
600         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
601 }
602
603 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
604         __isl_keep isl_id *id)
605 {
606         if (!map)
607                 return -1;
608         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
609 }
610
611 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
612         __isl_keep isl_id *id)
613 {
614         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
615 }
616
617 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
618         const char *name)
619 {
620         if (!map)
621                 return -1;
622         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
623 }
624
625 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
626         const char *name)
627 {
628         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
629 }
630
631 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
632 {
633         if (!bmap)
634                 return -1;
635         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
636 }
637
638 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
639 {
640         return isl_basic_map_is_rational(bset);
641 }
642
643 /* Is this basic set a parameter domain?
644  */
645 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
646 {
647         if (!bset)
648                 return -1;
649         return isl_space_is_params(bset->dim);
650 }
651
652 /* Is this set a parameter domain?
653  */
654 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
655 {
656         if (!set)
657                 return -1;
658         return isl_space_is_params(set->dim);
659 }
660
661 /* Is this map actually a parameter domain?
662  * Users should never call this function.  Outside of isl,
663  * a map can never be a parameter domain.
664  */
665 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
666 {
667         if (!map)
668                 return -1;
669         return isl_space_is_params(map->dim);
670 }
671
672 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
673                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
674                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
675 {
676         int i;
677         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
678
679         bmap->ctx = ctx;
680         isl_ctx_ref(ctx);
681
682         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
683         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
684                 goto error;
685
686         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
687         if (!bmap->ineq)
688                 goto error;
689
690         if (extra == 0) {
691                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
692                 bmap->div = NULL;
693         } else {
694                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
695                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
696                         goto error;
697
698                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
699                 if (!bmap->div)
700                         goto error;
701         }
702
703         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
704                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
705
706         for (i = 0; i < extra; ++i)
707                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
708
709         bmap->ref = 1;
710         bmap->flags = 0;
711         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
712         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
713         bmap->extra = extra;
714         bmap->n_eq = 0;
715         bmap->n_ineq = 0;
716         bmap->n_div = 0;
717         bmap->sample = NULL;
718
719         return bmap;
720 error:
721         isl_basic_map_free(bmap);
722         return NULL;
723 }
724
725 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
726                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
727                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
728 {
729         struct isl_basic_map *bmap;
730         isl_space *space;
731
732         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
733         if (!space)
734                 return NULL;
735
736         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
737         return (struct isl_basic_set *)bmap;
738 }
739
740 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
741                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
742 {
743         struct isl_basic_map *bmap;
744         if (!dim)
745                 return NULL;
746         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
747         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
748         return (struct isl_basic_set *)bmap;
749 error:
750         isl_space_free(dim);
751         return NULL;
752 }
753
754 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
755                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
756 {
757         struct isl_basic_map *bmap;
758
759         if (!dim)
760                 return NULL;
761         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
762         if (!bmap)
763                 goto error;
764         bmap->dim = dim;
765
766         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
767 error:
768         isl_space_free(dim);
769         return NULL;
770 }
771
772 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
773                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
774                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
775 {
776         struct isl_basic_map *bmap;
777         isl_space *dim;
778
779         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
780         if (!dim)
781                 return NULL;
782
783         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
784         return bmap;
785 }
786
787 static void dup_constraints(
788                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
789 {
790         int i;
791         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
792
793         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
794                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
795                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
796         }
797
798         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
799                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
800                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
801         }
802
803         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
804                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
805                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
806         }
807         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
808 }
809
810 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
811 {
812         struct isl_basic_map *dup;
813
814         if (!bmap)
815                 return NULL;
816         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
817                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
818         if (!dup)
819                 return NULL;
820         dup_constraints(dup, bmap);
821         dup->flags = bmap->flags;
822         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
823         return dup;
824 }
825
826 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
827 {
828         struct isl_basic_map *dup;
829
830         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
831         return (struct isl_basic_set *)dup;
832 }
833
834 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
835 {
836         if (!bset)
837                 return NULL;
838
839         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
840                 bset->ref++;
841                 return bset;
842         }
843         return isl_basic_set_dup(bset);
844 }
845
846 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
847 {
848         if (!set)
849                 return NULL;
850
851         set->ref++;
852         return set;
853 }
854
855 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
856 {
857         if (!bmap)
858                 return NULL;
859
860         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
861                 bmap->ref++;
862                 return bmap;
863         }
864         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
865         if (bmap)
866                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
867         return bmap;
868 }
869
870 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
871 {
872         if (!map)
873                 return NULL;
874
875         map->ref++;
876         return map;
877 }
878
879 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
880 {
881         if (!bmap)
882                 return;
883
884         if (--bmap->ref > 0)
885                 return;
886
887         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
888         free(bmap->div);
889         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
890         free(bmap->ineq);
891         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
892         isl_vec_free(bmap->sample);
893         isl_space_free(bmap->dim);
894         free(bmap);
895 }
896
897 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
898 {
899         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
900 }
901
902 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
903 {
904         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
905 }
906
907 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
908         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
909         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
910                                     __isl_take isl_map *map2))
911 {
912         if (!map1 || !map2)
913                 goto error;
914         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
915                 return fn(map1, map2);
916         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
917             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
918                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
919                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
920         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
921         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
922         return fn(map1, map2);
923 error:
924         isl_map_free(map1);
925         isl_map_free(map2);
926         return NULL;
927 }
928
929 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
930         __isl_keep isl_map *map2,
931         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
932 {
933         int r;
934
935         if (!map1 || !map2)
936                 return -1;
937         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
938                 return fn(map1, map2);
939         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
940             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
941                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
942                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
943         map1 = isl_map_copy(map1);
944         map2 = isl_map_copy(map2);
945         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
946         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
947         r = fn(map1, map2);
948         isl_map_free(map1);
949         isl_map_free(map2);
950         return r;
951 }
952
953 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
954 {
955         struct isl_ctx *ctx;
956         if (!bmap)
957                 return -1;
958         ctx = bmap->ctx;
959         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
960         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
961                         return -1);
962         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
963         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
964         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
965         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
966         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
967         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
968                 isl_int *t;
969                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
970                 if (j < 0)
971                         return -1;
972                 t = bmap->ineq[j];
973                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
974                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
975                 bmap->eq[-1] = t;
976                 bmap->n_eq++;
977                 bmap->n_ineq--;
978                 bmap->eq--;
979                 return 0;
980         }
981         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
982                       bmap->extra - bmap->n_div);
983         return bmap->n_eq++;
984 }
985
986 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
987 {
988         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
989 }
990
991 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
992 {
993         if (!bmap)
994                 return -1;
995         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
996         bmap->n_eq -= n;
997         return 0;
998 }
999
1000 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1001 {
1002         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1003 }
1004
1005 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1006 {
1007         isl_int *t;
1008         if (!bmap)
1009                 return -1;
1010         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1011
1012         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1013                 t = bmap->eq[pos];
1014                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1015                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1016         }
1017         bmap->n_eq--;
1018         return 0;
1019 }
1020
1021 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1022 {
1023         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1024 }
1025
1026 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1027                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1028 {
1029         isl_int *t;
1030
1031         t = bmap->ineq[pos];
1032         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1033         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1034         bmap->eq[-1] = t;
1035         bmap->n_eq++;
1036         bmap->n_ineq--;
1037         bmap->eq--;
1038         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1039         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1040         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1041         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1042 }
1043
1044 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1045 {
1046         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1047 }
1048
1049 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1050 {
1051         struct isl_ctx *ctx;
1052         if (!bmap)
1053                 return -1;
1054         ctx = bmap->ctx;
1055         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1056         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1057         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1058         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1059         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1060         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1061                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1062                       bmap->extra - bmap->n_div);
1063         return bmap->n_ineq++;
1064 }
1065
1066 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1067 {
1068         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1069 }
1070
1071 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1072 {
1073         if (!bmap)
1074                 return -1;
1075         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1076         bmap->n_ineq -= n;
1077         return 0;
1078 }
1079
1080 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1081 {
1082         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1083 }
1084
1085 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1086 {
1087         isl_int *t;
1088         if (!bmap)
1089                 return -1;
1090         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1091
1092         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1093                 t = bmap->ineq[pos];
1094                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1095                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1096                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1097         }
1098         bmap->n_ineq--;
1099         return 0;
1100 }
1101
1102 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1103 {
1104         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1105 }
1106
1107 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1108         isl_int *eq)
1109 {
1110         int k;
1111
1112         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1113         if (!bmap)
1114                 return NULL;
1115         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1116         if (k < 0)
1117                 goto error;
1118         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1119         return bmap;
1120 error:
1121         isl_basic_map_free(bmap);
1122         return NULL;
1123 }
1124
1125 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1126         isl_int *eq)
1127 {
1128         return (isl_basic_set *)
1129                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1130 }
1131
1132 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1133         isl_int *ineq)
1134 {
1135         int k;
1136
1137         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1138         if (!bmap)
1139                 return NULL;
1140         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1141         if (k < 0)
1142                 goto error;
1143         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1144         return bmap;
1145 error:
1146         isl_basic_map_free(bmap);
1147         return NULL;
1148 }
1149
1150 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1151         isl_int *ineq)
1152 {
1153         return (isl_basic_set *)
1154                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1155 }
1156
1157 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1158 {
1159         if (!bmap)
1160                 return -1;
1161         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1162         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1163                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1164                       bmap->extra - bmap->n_div);
1165         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1166         return bmap->n_div++;
1167 }
1168
1169 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1170 {
1171         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1172 }
1173
1174 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1175 {
1176         if (!bmap)
1177                 return -1;
1178         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1179         bmap->n_div -= n;
1180         return 0;
1181 }
1182
1183 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1184 {
1185         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1186 }
1187
1188 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1189  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1190  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1191  * variables.
1192  */
1193 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1194                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1195                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1196 {
1197         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1198         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1199         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1200         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1201         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1202         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1203         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1204         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1205         if (dst_nparam > src_nparam)
1206                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1207                                 dst_nparam - src_nparam);
1208         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1209         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1210                     src+1+src_nparam,
1211                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1212         if (dst_in-in_off > src_in)
1213                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1214                                 dst_in - in_off - src_in);
1215         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1216         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1217                     src+1+src_nparam+src_in,
1218                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1219         if (dst_out-out_off > src_out)
1220                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1221                                 dst_out - out_off - src_out);
1222         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1223         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1224                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1225                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1226         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1227                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1228                                 div_off+src_map->n_div,
1229                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1230 }
1231
1232 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1233                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1234                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1235 {
1236         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1237         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1238 }
1239
1240 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1241                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1242 {
1243         int i;
1244         unsigned div_off;
1245
1246         if (!bmap1 || !bmap2)
1247                 goto error;
1248
1249         div_off = bmap1->n_div;
1250
1251         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1252                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1253                 if (i1 < 0)
1254                         goto error;
1255                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1256                                 i_pos, o_pos, div_off);
1257         }
1258
1259         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1260                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1261                 if (i1 < 0)
1262                         goto error;
1263                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1264                                 i_pos, o_pos, div_off);
1265         }
1266
1267         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1268                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1269                 if (i1 < 0)
1270                         goto error;
1271                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1272                          i_pos, o_pos, div_off);
1273         }
1274
1275         isl_basic_map_free(bmap2);
1276
1277         return bmap1;
1278
1279 error:
1280         isl_basic_map_free(bmap1);
1281         isl_basic_map_free(bmap2);
1282         return NULL;
1283 }
1284
1285 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1286                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1287 {
1288         return (struct isl_basic_set *)
1289                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1290                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1291 }
1292
1293 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1294                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1295                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1296 {
1297         struct isl_basic_map *ext;
1298         unsigned flags;
1299         int dims_ok;
1300
1301         if (!dim)
1302                 goto error;
1303
1304         if (!base)
1305                 goto error;
1306
1307         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1308                   base->extra >= base->n_div + extra;
1309
1310         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1311                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1312                 isl_space_free(dim);
1313                 return base;
1314         }
1315
1316         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1317         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1318         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1319         extra += base->extra;
1320         n_eq += base->n_eq;
1321         n_ineq += base->n_ineq;
1322
1323         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1324         dim = NULL;
1325         if (!ext)
1326                 goto error;
1327
1328         if (dims_ok)
1329                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1330         flags = base->flags;
1331         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1332         if (ext) {
1333                 ext->flags = flags;
1334                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1335         }
1336
1337         return ext;
1338
1339 error:
1340         isl_space_free(dim);
1341         isl_basic_map_free(base);
1342         return NULL;
1343 }
1344
1345 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1346                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1347                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1348 {
1349         return (struct isl_basic_set *)
1350                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1351                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1352 }
1353
1354 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1355                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1356 {
1357         if (!base)
1358                 return NULL;
1359         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1360                                         0, n_eq, n_ineq);
1361 }
1362
1363 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1364                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1365                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1366 {
1367         struct isl_basic_map *bmap;
1368         isl_space *dim;
1369
1370         if (!base)
1371                 return NULL;
1372         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1373         if (!dim)
1374                 goto error;
1375
1376         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1377         return bmap;
1378 error:
1379         isl_basic_map_free(base);
1380         return NULL;
1381 }
1382
1383 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1384                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1385                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1386 {
1387         return (struct isl_basic_set *)
1388                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1389                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1390 }
1391
1392 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1393                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1394 {
1395         return (struct isl_basic_set *)
1396                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1397                                                     n_eq, n_ineq);
1398 }
1399
1400 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1401 {
1402         return (struct isl_basic_set *)
1403                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1404 }
1405
1406 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1407 {
1408         if (!bmap)
1409                 return NULL;
1410
1411         if (bmap->ref > 1) {
1412                 bmap->ref--;
1413                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1414         }
1415         if (bmap)
1416                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1417         return bmap;
1418 }
1419
1420 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1421 {
1422         if (!set)
1423                 return NULL;
1424
1425         if (set->ref == 1)
1426                 return set;
1427         set->ref--;
1428         return isl_set_dup(set);
1429 }
1430
1431 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1432 {
1433         if (!map)
1434                 return NULL;
1435
1436         if (map->ref == 1)
1437                 return map;
1438         map->ref--;
1439         return isl_map_dup(map);
1440 }
1441
1442 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1443                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1444 {
1445         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1446         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1447         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1448 }
1449
1450 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1451         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1452 {
1453         int i;
1454         struct isl_blk blk;
1455
1456         if (!bmap)
1457                 goto error;
1458
1459         isl_assert(bmap->ctx,
1460                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1461
1462         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1463                 return bmap;
1464
1465         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1466         if (!bmap)
1467                 return NULL;
1468
1469         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1470         if (isl_blk_is_error(blk))
1471                 goto error;
1472
1473         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1474                 swap_vars(blk,
1475                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1476
1477         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1478                 swap_vars(blk,
1479                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1480
1481         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1482                 swap_vars(blk,
1483                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1484
1485         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1486
1487         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1488         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1489         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1490 error:
1491         isl_basic_map_free(bmap);
1492         return NULL;
1493 }
1494
1495 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1496         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1497 {
1498         unsigned dim;
1499         unsigned nparam;
1500
1501         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1502         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1503         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1504
1505         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1506 error:
1507         isl_basic_set_free(bset);
1508         return NULL;
1509 }
1510
1511 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1512 {
1513         int i = 0;
1514         unsigned total;
1515         if (!bmap)
1516                 goto error;
1517         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1518         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1519         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1520         if (bmap->n_eq > 0)
1521                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1522         else {
1523                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1524                 if (i < 0)
1525                         goto error;
1526         }
1527         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1528         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1529         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1530         isl_vec_free(bmap->sample);
1531         bmap->sample = NULL;
1532         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1533 error:
1534         isl_basic_map_free(bmap);
1535         return NULL;
1536 }
1537
1538 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1539 {
1540         return (struct isl_basic_set *)
1541                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1542 }
1543
1544 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1545 {
1546         int i;
1547         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1548         isl_int *t = bmap->div[a];
1549         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1550         bmap->div[b] = t;
1551
1552         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1553                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1554
1555         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1556                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1557
1558         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1559                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1560         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1561 }
1562
1563 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1564  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1565  * are not removed.
1566  */
1567 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1568         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1569 {
1570         int i;
1571
1572         if (!map)
1573                 return NULL;
1574         if (n == 0)
1575                 return map;
1576
1577         map = isl_map_cow(map);
1578         if (!map)
1579                 return NULL;
1580
1581         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1582                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1583                 if (!map->p[i])
1584                         goto error;
1585         }
1586         return map;
1587 error:
1588         isl_map_free(map);
1589         return NULL;
1590 }
1591
1592 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1593  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1594  * are not removed.
1595  */
1596 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1597         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1598 {
1599         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1600 }
1601
1602 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1603  * constraints using Fourier-Motzkin.  The dimensions themselves
1604  * are not removed.
1605  */
1606 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1607         unsigned first, unsigned n)
1608 {
1609         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1610 }
1611
1612 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1613         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1614 {
1615         if (!bmap)
1616                 return NULL;
1617         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1618                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1619         if (!bmap)
1620                 return NULL;
1621         bmap->n_div = 0;
1622         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1623 }
1624
1625 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1626         __isl_take isl_basic_set *bset)
1627 {
1628         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1629                         (struct isl_basic_map *)bset);
1630 }
1631
1632 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1633 {
1634         int i;
1635
1636         if (!map)
1637                 return NULL;
1638         if (map->n == 0)
1639                 return map;
1640
1641         map = isl_map_cow(map);
1642         if (!map)
1643                 return NULL;
1644         
1645         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1646                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1647                 if (!map->p[i])
1648                         goto error;
1649         }
1650         return map;
1651 error:
1652         isl_map_free(map);
1653         return NULL;
1654 }
1655
1656 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1657 {
1658         return isl_map_remove_divs(set);
1659 }
1660
1661 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1662         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1663 {
1664         if (!bmap)
1665                 return NULL;
1666         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1667                         goto error);
1668         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1669                 return bmap;
1670         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1671                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1672         if (!bmap)
1673                 return bmap;
1674         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1675                 return bmap;
1676         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1677         return bmap;
1678 error:
1679         isl_basic_map_free(bmap);
1680         return NULL;
1681 }
1682
1683 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1684  * any of the given variables.
1685  */
1686 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1687         unsigned first, unsigned n)
1688 {
1689         int i;
1690         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1691
1692         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1693                 return 0;
1694         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1695                 return 1;
1696
1697         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1698                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1699                         continue;
1700                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1701                         return 1;
1702         }
1703
1704         return 0;
1705 }
1706
1707 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1708  * in their definitions.
1709  */
1710 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1711         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1712         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1713 {
1714         int i;
1715
1716         if (!bmap)
1717                 return NULL;
1718         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1719                         goto error);
1720         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1721
1722         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1723                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1724                         continue;
1725                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1726                 if (!bmap)
1727                         return NULL;
1728                 i = bmap->n_div;
1729         }
1730
1731         return bmap;
1732 error:
1733         isl_basic_map_free(bmap);
1734         return NULL;
1735 }
1736
1737 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1738         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1739 {
1740         int i;
1741
1742         if (!map)
1743                 return NULL;
1744         if (map->n == 0)
1745                 return map;
1746
1747         map = isl_map_cow(map);
1748         if (!map)
1749                 return NULL;
1750
1751         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1752                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1753                                                                 type, first, n);
1754                 if (!map->p[i])
1755                         goto error;
1756         }
1757         return map;
1758 error:
1759         isl_map_free(map);
1760         return NULL;
1761 }
1762
1763 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
1764         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1765 {
1766         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
1767                                                               type, first, n);
1768 }
1769
1770 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
1771  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
1772  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
1773  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
1774  * div.
1775  */
1776 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
1777         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1778 {
1779         int i;
1780
1781         if (!bmap)
1782                 return -1;
1783
1784         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
1785                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
1786                         "index out of bounds", return -1);
1787
1788         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1789         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1790                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
1791                         return 1;
1792         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1793                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
1794                         return 1;
1795         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
1796                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
1797                         continue;
1798                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
1799                         return 1;
1800         }
1801
1802         return 0;
1803 }
1804
1805 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
1806         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1807 {
1808         int i;
1809
1810         if (!map)
1811                 return -1;
1812
1813         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
1814                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1815                         "index out of bounds", return -1);
1816
1817         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1818                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
1819                                                             type, first, n);
1820                 if (involves < 0 || involves)
1821                         return involves;
1822         }
1823
1824         return 0;
1825 }
1826
1827 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
1828         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1829 {
1830         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
1831 }
1832
1833 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
1834         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1835 {
1836         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
1837 }
1838
1839 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
1840  * on unknown divs.
1841  */
1842 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
1843 {
1844         int i;
1845         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1846
1847         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1848                 return 1;
1849
1850         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1851                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1852                         continue;
1853                 if (div_is_unknown(bmap, i))
1854                         return 1;
1855         }
1856
1857         return 0;
1858 }
1859
1860 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
1861  */
1862 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
1863         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1864 {
1865         int i;
1866
1867         if (!bmap)
1868                 return NULL;
1869
1870         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1871                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
1872                         continue;
1873                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1874                 if (!bmap)
1875                         return NULL;
1876                 i = bmap->n_div;
1877         }
1878
1879         return bmap;
1880 }
1881
1882 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
1883 {
1884         int i;
1885
1886         if (!map)
1887                 return NULL;
1888         if (map->n == 0)
1889                 return map;
1890
1891         map = isl_map_cow(map);
1892         if (!map)
1893                 return NULL;
1894
1895         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1896                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
1897                 if (!map->p[i])
1898                         goto error;
1899         }
1900         return map;
1901 error:
1902         isl_map_free(map);
1903         return NULL;
1904 }
1905
1906 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
1907 {
1908         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
1909 }
1910
1911 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
1912         __isl_take isl_basic_set *bset,
1913         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1914 {
1915         return (isl_basic_set *)
1916             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
1917 }
1918
1919 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
1920         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1921 {
1922         int i;
1923
1924         if (n == 0)
1925                 return map;
1926
1927         map = isl_map_cow(map);
1928         if (!map)
1929                 return NULL;
1930         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
1931         
1932         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1933                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
1934                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
1935                 if (!map->p[i])
1936                         goto error;
1937         }
1938         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
1939         return map;
1940 error:
1941         isl_map_free(map);
1942         return NULL;
1943 }
1944
1945 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
1946         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1947 {
1948         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
1949 }
1950
1951 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
1952 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
1953         unsigned first, unsigned n)
1954 {
1955         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
1956 }
1957
1958 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
1959                         isl_int c, int pos, FILE *out)
1960 {
1961         const char *name;
1962         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
1963         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
1964         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
1965         if (!pos)
1966                 isl_int_print(out, c, 0);
1967         else {
1968                 if (!isl_int_is_one(c))
1969                         isl_int_print(out, c, 0);
1970                 if (pos < 1 + nparam) {
1971                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
1972                                                 isl_dim_param, pos - 1);
1973                         if (name)
1974                                 fprintf(out, "%s", name);
1975                         else
1976                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
1977                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
1978                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
1979                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
1980                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
1981                 else
1982                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
1983         }
1984 }
1985
1986 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
1987                                 int sign, FILE *out)
1988 {
1989         int i;
1990         int first;
1991         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
1992         isl_int v;
1993
1994         isl_int_init(v);
1995         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
1996                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
1997                         continue;
1998                 if (!first)
1999                         fprintf(out, " + ");
2000                 first = 0;
2001                 isl_int_abs(v, c[i]);
2002                 dump_term(bmap, v, i, out);
2003         }
2004         isl_int_clear(v);
2005         if (first)
2006                 fprintf(out, "0");
2007 }
2008
2009 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2010                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2011 {
2012         int i;
2013
2014         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2015
2016         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2017         fprintf(out, " %s ", op);
2018         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2019
2020         fprintf(out, "\n");
2021
2022         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2023                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2024                         continue;
2025                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2026                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2027                 abort();
2028         }
2029 }
2030
2031 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2032                                 isl_int **c, unsigned n,
2033                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2034 {
2035         int i;
2036
2037         for (i = 0; i < n; ++i)
2038                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2039 }
2040
2041 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2042 {
2043         int j;
2044         int first = 1;
2045         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2046
2047         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2048                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2049                         continue;
2050                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2051                         fprintf(out, "+");
2052                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2053                 first = 0;
2054         }
2055 }
2056
2057 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2058 {
2059         int i;
2060
2061         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2062         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2063
2064         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2065                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2066                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2067                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2068                 fprintf(out, ")/");
2069                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2070                 fprintf(out, "]\n");
2071         }
2072 }
2073
2074 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2075         FILE *out, int indent)
2076 {
2077         if (!bset) {
2078                 fprintf(out, "null basic set\n");
2079                 return;
2080         }
2081
2082         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2083         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2084                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2085                         bset->extra, bset->flags);
2086         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2087 }
2088
2089 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2090         FILE *out, int indent)
2091 {
2092         if (!bmap) {
2093                 fprintf(out, "null basic map\n");
2094                 return;
2095         }
2096
2097         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2098         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2099                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2100                 bmap->ref,
2101                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2102                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2103         dump(bmap, out, indent);
2104 }
2105
2106 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2107 {
2108         unsigned total;
2109         if (!bmap)
2110                 return -1;
2111         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2112         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2113         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2114         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2115         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2116         return 0;
2117 }
2118
2119 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2120         unsigned flags)
2121 {
2122         struct isl_set *set;
2123
2124         if (!dim)
2125                 return NULL;
2126         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2127         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2128         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2129                         sizeof(struct isl_set) +
2130                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2131         if (!set)
2132                 goto error;
2133
2134         set->ctx = dim->ctx;
2135         isl_ctx_ref(set->ctx);
2136         set->ref = 1;
2137         set->size = n;
2138         set->n = 0;
2139         set->dim = dim;
2140         set->flags = flags;
2141         return set;
2142 error:
2143         isl_space_free(dim);
2144         return NULL;
2145 }
2146
2147 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2148                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2149 {
2150         struct isl_set *set;
2151         isl_space *dims;
2152
2153         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2154         if (!dims)
2155                 return NULL;
2156
2157         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2158         return set;
2159 }
2160
2161 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2162  */
2163 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2164 {
2165         int i;
2166         struct isl_map *grown = NULL;
2167
2168         if (!map)
2169                 return NULL;
2170         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2171         if (map->n + n <= map->size)
2172                 return map;
2173         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2174         if (!grown)
2175                 goto error;
2176         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2177                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2178                 if (!grown->p[i])
2179                         goto error;
2180                 grown->n++;
2181         }
2182         isl_map_free(map);
2183         return grown;
2184 error:
2185         isl_map_free(grown);
2186         isl_map_free(map);
2187         return NULL;
2188 }
2189
2190 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2191  */
2192 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2193 {
2194         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2195 }
2196
2197 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2198 {
2199         int i;
2200         struct isl_set *dup;
2201
2202         if (!set)
2203                 return NULL;
2204
2205         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2206         if (!dup)
2207                 return NULL;
2208         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2209                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2210         return dup;
2211 }
2212
2213 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2214 {
2215         return isl_map_from_basic_map(bset);
2216 }
2217
2218 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2219 {
2220         struct isl_map *map;
2221
2222         if (!bmap)
2223                 return NULL;
2224
2225         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2226         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2227 }
2228
2229 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2230                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2231 {
2232         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2233                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2234 }
2235
2236 void isl_set_free(struct isl_set *set)
2237 {
2238         int i;
2239
2240         if (!set)
2241                 return;
2242
2243         if (--set->ref > 0)
2244                 return;
2245
2246         isl_ctx_deref(set->ctx);
2247         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2248                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2249         isl_space_free(set->dim);
2250         free(set);
2251 }
2252
2253 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2254 {
2255         int i;
2256
2257         if (!set) {
2258                 fprintf(out, "null set\n");
2259                 return;
2260         }
2261
2262         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2263         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2264                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2265                         set->flags);
2266         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2267                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2268                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2269                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2270         }
2271 }
2272
2273 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2274 {
2275         int i;
2276
2277         if (!map) {
2278                 fprintf(out, "null map\n");
2279                 return;
2280         }
2281
2282         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2283         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2284                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2285                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2286                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2287         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2288                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2289                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2290                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2291         }
2292 }
2293
2294 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2295                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2296 {
2297         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2298
2299         if (!bmap || !bset)
2300                 goto error;
2301
2302         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2303                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2304
2305         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2306                 isl_assert(bset->ctx,
2307                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2308
2309         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2310         if (!bmap)
2311                 goto error;
2312         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2313                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2314         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2315         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2316
2317         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2318         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2319 error:
2320         isl_basic_map_free(bmap);
2321         isl_basic_set_free(bset);
2322         return NULL;
2323 }
2324
2325 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2326                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2327 {
2328         struct isl_basic_map *bmap_range;
2329
2330         if (!bmap || !bset)
2331                 goto error;
2332
2333         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2334                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2335
2336         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2337                 isl_assert(bset->ctx,
2338                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2339
2340         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2341                 isl_basic_set_free(bset);
2342                 return bmap;
2343         }
2344
2345         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2346         if (!bmap)
2347                 goto error;
2348         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2349                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2350         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2351         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2352
2353         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2354         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2355 error:
2356         isl_basic_map_free(bmap);
2357         isl_basic_set_free(bset);
2358         return NULL;
2359 }
2360
2361 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2362 {
2363         int i;
2364         unsigned total;
2365         isl_int s;
2366
2367         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2368         if (total != vec->size)
2369                 return -1;
2370
2371         isl_int_init(s);
2372
2373         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2374                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2375                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2376                         isl_int_clear(s);
2377                         return 0;
2378                 }
2379         }
2380
2381         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2382                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2383                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2384                         isl_int_clear(s);
2385                         return 0;
2386                 }
2387         }
2388
2389         isl_int_clear(s);
2390
2391         return 1;
2392 }
2393
2394 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2395 {
2396         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2397 }
2398
2399 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2400                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2401 {
2402         struct isl_vec *sample = NULL;
2403
2404         if (!bmap1 || !bmap2)
2405                 goto error;
2406
2407         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2408                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2409         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2410                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2411             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2412                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2413                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2414
2415         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2416                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2417                 isl_assert(bmap1->ctx,
2418                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2419
2420         if (bmap1->sample &&
2421             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2422             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2423                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2424         else if (bmap2->sample &&
2425             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2426             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2427                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2428
2429         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2430         if (!bmap1)
2431                 goto error;
2432         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2433                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2434         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2435
2436         if (!bmap1)
2437                 isl_vec_free(sample);
2438         else if (sample) {
2439                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2440                 bmap1->sample = sample;
2441         }
2442
2443         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2444         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2445 error:
2446         if (sample)
2447                 isl_vec_free(sample);
2448         isl_basic_map_free(bmap1);
2449         isl_basic_map_free(bmap2);
2450         return NULL;
2451 }
2452
2453 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2454                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2455 {
2456         return (struct isl_basic_set *)
2457                 isl_basic_map_intersect(
2458                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2459                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2460 }
2461
2462 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2463         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2464 {
2465         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2466 }
2467
2468 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2469  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2470  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2471  * added to the other map.
2472  */
2473 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2474         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2475 {
2476         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2477         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2478         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2479         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2480
2481         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2482                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2483
2484         isl_assert(map2->ctx,
2485                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2486
2487         map1 = isl_map_cow(map1);
2488         if (!map1)
2489                 goto error;
2490         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2491                 isl_map_free(map2);
2492                 return map1;
2493         }
2494         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2495         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2496                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2497         else
2498                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2499                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2500
2501         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2502         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2503         if (!map1->p[0])
2504                 goto error;
2505
2506         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2507                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2508                 map1->n = 0;
2509         }
2510
2511         isl_map_free(map2);
2512
2513         return map1;
2514 error:
2515         isl_map_free(map1);
2516         isl_map_free(map2);
2517         return NULL;
2518 }
2519
2520 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2521  * space as map1.
2522  */
2523 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2524         __isl_take isl_map *map2)
2525 {
2526         unsigned flags = 0;
2527         struct isl_map *result;
2528         int i, j;
2529
2530         if (!map1 || !map2)
2531                 goto error;
2532
2533         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2534             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2535                 isl_map_free(map2);
2536                 return map1;
2537         }
2538         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2539             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2540                 isl_map_free(map1);
2541                 return map2;
2542         }
2543
2544         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2545             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2546             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2547             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2548              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2549                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2550
2551         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2552                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2553                 isl_assert(map1->ctx,
2554                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2555
2556         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2557             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2558                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2559
2560         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2561                                 map1->n * map2->n, flags);
2562         if (!result)
2563                 goto error;
2564         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2565                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2566                         struct isl_basic_map *part;
2567                         part = isl_basic_map_intersect(
2568                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2569                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2570                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2571                                 isl_basic_map_free(part);
2572                         else
2573                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2574                         if (!result)
2575                                 goto error;
2576                 }
2577         isl_map_free(map1);
2578         isl_map_free(map2);
2579         return result;
2580 error:
2581         isl_map_free(map1);
2582         isl_map_free(map2);
2583         return NULL;
2584 }
2585
2586 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2587         __isl_take isl_map *map2)
2588 {
2589         if (!map1 || !map2)
2590                 goto error;
2591         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2592                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2593                         "spaces don't match", goto error);
2594         return map_intersect_internal(map1, map2);
2595 error:
2596         isl_map_free(map1);
2597         isl_map_free(map2);
2598         return NULL;
2599 }
2600
2601 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2602         __isl_take isl_map *map2)
2603 {
2604         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2605 }
2606
2607 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2608 {
2609         return (struct isl_set *)
2610                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2611                                   (struct isl_map *)set2);
2612 }
2613
2614 /* map_intersect_internal accepts intersections
2615  * with parameter domains, so we can just call that function.
2616  */
2617 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2618                 __isl_take isl_set *params)
2619 {
2620         return map_intersect_internal(map, params);
2621 }
2622
2623 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2624         __isl_take isl_map *map2)
2625 {
2626         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2627 }
2628
2629 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2630                 __isl_take isl_set *params)
2631 {
2632         return isl_map_intersect_params(set, params);
2633 }
2634
2635 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2636 {
2637         isl_space *dim;
2638         struct isl_basic_set *bset;
2639         unsigned in;
2640
2641         if (!bmap)
2642                 return NULL;
2643         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2644         if (!bmap)
2645                 return NULL;
2646         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2647         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2648         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2649         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2650         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2651 }
2652
2653 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2654         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2655 {
2656         isl_space *space;
2657
2658         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2659                 return bmap;
2660
2661         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2662         space = isl_space_reset(space, type);
2663         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2664         return bmap;
2665 }
2666
2667 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2668                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2669 {
2670         isl_space *res_dim;
2671         struct isl_basic_map *res;
2672         struct isl_dim_map *dim_map;
2673         unsigned total, off;
2674         enum isl_dim_type t;
2675
2676         if (n == 0)
2677                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2678
2679         if (!bmap)
2680                 return NULL;
2681
2682         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
2683
2684         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2685         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2686         off = 0;
2687         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2688                 if (t != type) {
2689                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2690                 } else {
2691                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2692                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2693                                                 0, pos, off);
2694                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2695                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2696                 }
2697                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
2698         }
2699         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2700
2701         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
2702                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2703         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2704                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2705         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2706         return isl_basic_map_finalize(res);
2707 }
2708
2709 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2710                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2711 {
2712         if (!bmap)
2713                 return NULL;
2714         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2715                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2716 }
2717
2718 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2719                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2720 {
2721         if (!bset)
2722                 return NULL;
2723         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2724         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2725 error:
2726         isl_basic_set_free(bset);
2727         return NULL;
2728 }
2729
2730 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
2731         enum isl_dim_type type)
2732 {
2733         isl_space *space;
2734
2735         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
2736                 return map;
2737
2738         space = isl_map_get_space(map);
2739         space = isl_space_reset(space, type);
2740         map = isl_map_reset_space(map, space);
2741         return map;
2742 }
2743
2744 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
2745                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2746 {
2747         int i;
2748
2749         if (n == 0)
2750                 return map_space_reset(map, type);
2751
2752         map = isl_map_cow(map);
2753         if (!map)
2754                 return NULL;
2755
2756         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
2757         if (!map->dim)
2758                 goto error;
2759
2760         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2761                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
2762                 if (!map->p[i])
2763                         goto error;
2764         }
2765
2766         return map;
2767 error:
2768         isl_map_free(map);
2769         return NULL;
2770 }
2771
2772 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
2773                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2774 {
2775         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
2776 }
2777
2778 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
2779                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2780 {
2781         if (!map)
2782                 return NULL;
2783         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
2784 }
2785
2786 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
2787                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2788 {
2789         if (!set)
2790                 return NULL;
2791         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2792         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
2793 error:
2794         isl_set_free(set);
2795         return NULL;
2796 }
2797
2798 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
2799         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2800         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2801         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2802 {
2803         struct isl_dim_map *dim_map;
2804         struct isl_basic_map *res;
2805         enum isl_dim_type t;
2806         unsigned total, off;
2807
2808         if (!bmap)
2809                 return NULL;
2810         if (n == 0)
2811                 return bmap;
2812
2813         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
2814                 goto error);
2815
2816         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2817                 return bmap;
2818
2819         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2820
2821         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
2822             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
2823                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
2824                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2825                 if (!bmap)
2826                         return NULL;
2827
2828                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2829                                                 src_type, src_pos, n);
2830                 if (!bmap->dim)
2831                         goto error;
2832
2833                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2834
2835                 return bmap;
2836         }
2837
2838         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2839         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2840
2841         off = 0;
2842         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2843                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
2844                 if (t == dst_type) {
2845                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2846                                             0, dst_pos, off);
2847                         off += dst_pos;
2848                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
2849                                             src_pos, n, off);
2850                         off += n;
2851                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2852                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
2853                         off += size - dst_pos;
2854                 } else if (t == src_type) {
2855                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2856                                             0, src_pos, off);
2857                         off += src_pos;
2858                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2859                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
2860                         off += size - src_pos - n;
2861                 } else {
2862                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2863                         off += size;
2864                 }
2865         }
2866         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2867
2868         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
2869                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2870         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2871
2872         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
2873                                         src_type, src_pos, n);
2874         if (!bmap->dim)
2875                 goto error;
2876
2877         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2878         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
2879         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
2880
2881         return bmap;
2882 error:
2883         isl_basic_map_free(bmap);
2884         return NULL;
2885 }
2886
2887 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
2888         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2889         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2890 {
2891         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
2892                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2893 }
2894
2895 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
2896         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2897         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2898 {
2899         if (!set)
2900                 return NULL;
2901         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
2902         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
2903                                         src_type, src_pos, n);
2904 error:
2905         isl_set_free(set);
2906         return NULL;
2907 }
2908
2909 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
2910         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
2911         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
2912 {
2913         int i;
2914
2915         if (!map)
2916                 return NULL;
2917         if (n == 0)
2918                 return map;
2919
2920         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
2921                 goto error);
2922
2923         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
2924                 return map;
2925
2926         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
2927
2928         map = isl_map_cow(map);
2929         if (!map)
2930                 return NULL;
2931
2932         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
2933         if (!map->dim)
2934                 goto error;
2935
2936         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2937                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
2938                                                 dst_type, dst_pos,
2939                                                 src_type, src_pos, n);
2940                 if (!map->p[i])
2941                         goto error;
2942         }
2943
2944         return map;
2945 error:
2946         isl_map_free(map);
2947         return NULL;
2948 }
2949
2950 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
2951  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
2952  * That's the responsibility of the caller.
2953  */
2954 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2955         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2956 {
2957         struct isl_dim_map *dim_map;
2958         struct isl_basic_map *res;
2959         enum isl_dim_type t;
2960         unsigned total, off;
2961
2962         if (!bmap)
2963                 return NULL;
2964         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
2965                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
2966                 return bmap;
2967
2968         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2969         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2970
2971         off = 0;
2972         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2973                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
2974                 if (t == type) {
2975                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2976                                             0, first, off);
2977                         off += first;
2978                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2979                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
2980                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2981                                             first + n, size - (first + n), off);
2982                         off += size - (first + n);
2983                 } else {
2984                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2985                         off += size;
2986                 }
2987         }
2988         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
2989
2990         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
2991                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2992         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2993         return res;
2994 }
2995
2996 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
2997  * into existentially quantified variables.
2998  */
2999 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3000                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3001                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3002 {
3003         int i;
3004         size_t row_size;
3005         isl_int **new_div;
3006         isl_int *old;
3007
3008         if (n == 0)
3009                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3010
3011         if (!bmap)
3012                 return NULL;
3013
3014         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3015                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3016
3017         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3018                         goto error);
3019
3020         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3021         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3022         if (!bmap)
3023                 return NULL;
3024
3025         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3026         old = bmap->block2.data;
3027         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3028                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3029         if (!bmap->block2.data)
3030                 goto error;
3031         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3032         if (!new_div)
3033                 goto error;
3034         for (i = 0; i < n; ++i) {
3035                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3036                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3037                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3038         }
3039         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3040                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3041         free(bmap->div);
3042         bmap->div = new_div;
3043         bmap->n_div += n;
3044         bmap->extra += n;
3045
3046         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3047         if (!bmap->dim)
3048                 goto error;
3049         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3050         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3051         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3052 error:
3053         isl_basic_map_free(bmap);
3054         return NULL;
3055 }
3056
3057 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3058  * into existentially quantified variables.
3059  */
3060 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3061                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3062 {
3063         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3064                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3065 }
3066
3067 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3068  * into existentially quantified variables.
3069  */
3070 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3071                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3072 {
3073         int i;
3074
3075         if (!map)
3076                 return NULL;
3077
3078         if (n == 0)
3079                 return map_space_reset(map, type);
3080
3081         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3082
3083         map = isl_map_cow(map);
3084         if (!map)
3085                 return NULL;
3086
3087         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3088         if (!map->dim)
3089                 goto error;
3090
3091         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3092                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3093                 if (!map->p[i])
3094                         goto error;
3095         }
3096
3097         return map;
3098 error:
3099         isl_map_free(map);
3100         return NULL;
3101 }
3102
3103 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3104  * into existentially quantified variables.
3105  */
3106 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3107                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3108 {
3109         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3110 }
3111
3112 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3113 {
3114         int i, j;
3115
3116         for (i = 0; i < n; ++i) {
3117                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3118                 if (j < 0)
3119                         goto error;
3120                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3121         }
3122         return bmap;
3123 error:
3124         isl_basic_map_free(bmap);
3125         return NULL;
3126 }
3127
3128 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3129                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3130 {
3131         isl_space *dim_result = NULL;
3132         struct isl_basic_map *bmap;
3133         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3134         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3135
3136         if (!bmap1 || !bmap2)
3137                 goto error;
3138
3139         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3140                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3141
3142         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3143         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3144         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3145         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3146
3147         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3148         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3149         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3150         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3151         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3152         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3153         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3154         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3155         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3156         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3157         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3158
3159         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3160                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3161                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3162                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3163         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3164         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3165         bmap = add_divs(bmap, n);
3166         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3167         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3168         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3169 error:
3170         isl_basic_map_free(bmap1);
3171         isl_basic_map_free(bmap2);
3172         return NULL;
3173 }
3174
3175 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3176                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3177 {
3178         if (!bset || !bmap)
3179                 goto error;
3180
3181         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3182                     goto error);
3183
3184         return (struct isl_basic_set *)
3185                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3186 error:
3187         isl_basic_set_free(bset);
3188         isl_basic_map_free(bmap);
3189         return NULL;
3190 }
3191
3192 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3193                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3194 {
3195         if (!bmap1 || !bmap2)
3196                 goto error;
3197
3198         isl_assert(bmap1->ctx,
3199             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3200         isl_assert(bmap1->ctx,
3201             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3202             goto error);
3203
3204         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3205         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3206         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3207 error:
3208         isl_basic_map_free(bmap1);
3209         isl_basic_map_free(bmap2);
3210         return NULL;
3211 }
3212
3213 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3214  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3215  */
3216 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3217                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3218 {
3219         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3220         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3221         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3222         int i;
3223
3224         if (!bmap1 || !bmap2)
3225                 goto error;
3226
3227         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3228                 goto error);
3229
3230         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3231         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3232         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3233
3234         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3235         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3236         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3237         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3238         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3239         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3240         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3241         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3242         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3243         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3244         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3245
3246         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3247                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3248                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3249                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3250         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3251                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3252                 if (j < 0)
3253                         goto error;
3254                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3255                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3256                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3257                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3258         }
3259         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3260         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3261         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3262
3263         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3264         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3265 error:
3266         isl_basic_map_free(bmap);
3267         isl_basic_map_free(bmap1);
3268         isl_basic_map_free(bmap2);
3269         return NULL;
3270 }
3271
3272 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3273  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3274  */
3275 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3276 {
3277         struct isl_map *result;
3278         int i, j;
3279
3280         if (!map1 || !map2)
3281                 goto error;
3282
3283         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3284
3285         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3286                                 map1->n * map2->n, 0);
3287         if (!result)
3288                 goto error;
3289         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3290                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3291                         struct isl_basic_map *part;
3292                         part = isl_basic_map_sum(
3293                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3294                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3295                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3296                                 isl_basic_map_free(part);
3297                         else
3298                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3299                         if (!result)
3300                                 goto error;
3301                 }
3302         isl_map_free(map1);
3303         isl_map_free(map2);
3304         return result;
3305 error:
3306         isl_map_free(map1);
3307         isl_map_free(map2);
3308         return NULL;
3309 }
3310
3311 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3312         __isl_take isl_set *set2)
3313 {
3314         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3315 }
3316
3317 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3318  */
3319 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3320 {
3321         int i, j;
3322         unsigned off, n;
3323
3324         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3325         if (!bmap)
3326                 return NULL;
3327
3328         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3329         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3330         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3331                 for (j = 0; j < n; ++j)
3332                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3333         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3334                 for (j = 0; j < n; ++j)
3335                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3336         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3337                 for (j = 0; j < n; ++j)
3338                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3339         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3340         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3341 }
3342
3343 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3344 {
3345         return isl_basic_map_neg(bset);
3346 }
3347
3348 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3349  */
3350 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3351 {
3352         int i;
3353
3354         map = isl_map_cow(map);
3355         if (!map)
3356                 return NULL;
3357
3358         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3359                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3360                 if (!map->p[i])
3361                         goto error;
3362         }
3363
3364         return map;
3365 error:
3366         isl_map_free(map);
3367         return NULL;
3368 }
3369
3370 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3371 {
3372         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3373 }
3374
3375 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3376  * A -> floor(f(A)/d).
3377  */
3378 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3379                 isl_int d)
3380 {
3381         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3382         struct isl_basic_map *result = NULL;
3383         struct isl_dim_map *dim_map;
3384         int i;
3385
3386         if (!bmap)
3387                 return NULL;
3388
3389         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3390         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3391         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3392
3393         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3394         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3395         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3396         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3397         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3398         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3399
3400         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3401                         bmap->n_div + n_out,
3402                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3403         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3404         result = add_divs(result, n_out);
3405         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3406                 int j;
3407                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3408                 if (j < 0)
3409                         goto error;
3410                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3411                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3412                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3413                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3414                 if (j < 0)
3415                         goto error;
3416                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3417                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3418                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3419                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3420         }
3421
3422         result = isl_basic_map_simplify(result);
3423         return isl_basic_map_finalize(result);
3424 error:
3425         isl_basic_map_free(result);
3426         return NULL;
3427 }
3428
3429 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3430  * A -> floor(f(A)/d).
3431  */
3432 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3433 {
3434         int i;
3435
3436         map = isl_map_cow(map);
3437         if (!map)
3438                 return NULL;
3439
3440         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3441         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3442         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3443                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3444                 if (!map->p[i])
3445                         goto error;
3446         }
3447
3448         return map;
3449 error:
3450         isl_map_free(map);
3451         return NULL;
3452 }
3453
3454 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3455 {
3456         int i;
3457         unsigned nparam;
3458         unsigned n_in;
3459
3460         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3461         if (i < 0)
3462                 goto error;
3463         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3464         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3465         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3466         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3467         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3468         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3469 error:
3470         isl_basic_map_free(bmap);
3471         return NULL;
3472 }
3473
3474 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3475  */
3476 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3477 {
3478         int i;
3479         unsigned nparam;
3480         unsigned n_in;
3481
3482         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3483         if (i < 0)
3484                 goto error;
3485         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3486         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3487         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3488         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3489         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3490         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3491         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3492 error:
3493         isl_basic_map_free(bmap);
3494         return NULL;
3495 }
3496
3497 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3498  */
3499 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3500         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3501 {
3502         int i;
3503         unsigned nparam;
3504         unsigned n_in;
3505
3506         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3507         if (i < 0)
3508                 goto error;
3509         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3510         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3511         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3512         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3513         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3514         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3515 error:
3516         isl_basic_map_free(bmap);
3517         return NULL;
3518 }
3519
3520 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3521  */
3522 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3523 {
3524         int i;
3525         unsigned nparam;
3526         unsigned n_in;
3527
3528         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3529         if (i < 0)
3530                 goto error;
3531         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3532         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3533         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3534         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3535         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3536         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3537         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3538 error:
3539         isl_basic_map_free(bmap);
3540         return NULL;
3541 }
3542
3543 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3544  */
3545 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3546         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3547 {
3548         int i;
3549         unsigned nparam;
3550         unsigned n_in;
3551
3552         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3553         if (i < 0)
3554                 goto error;
3555         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3556         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3557         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3558         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3559         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3560         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3561 error:
3562         isl_basic_map_free(bmap);
3563         return NULL;
3564 }
3565
3566 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3567         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3568 {
3569         int i;
3570         struct isl_basic_map *bmap;
3571         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3572         if (!bmap)
3573                 return NULL;
3574         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3575                 bmap = var_equal(bmap, i);
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_at(__isl_take isl_space *dim,
3582         unsigned pos)
3583 {
3584         int i;
3585         struct isl_basic_map *bmap;
3586         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3587         if (!bmap)
3588                 return NULL;
3589         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3590                 bmap = var_equal(bmap, i);
3591         if (bmap)
3592                 bmap = var_less(bmap, pos);
3593         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3594 }
3595
3596 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3597  */
3598 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3599         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3600 {
3601         int i;
3602         isl_basic_map *bmap;
3603
3604         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3605         for (i = 0; i < pos; ++i)
3606                 bmap = var_equal(bmap, i);
3607         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3608         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3609 }
3610
3611 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3612  */
3613 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3614         unsigned pos)
3615 {
3616         int i;
3617         struct isl_basic_map *bmap;
3618         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3619         if (!bmap)
3620                 return NULL;
3621         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3622                 bmap = var_equal(bmap, i);
3623         if (bmap)
3624                 bmap = var_more(bmap, pos);
3625         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3626 }
3627
3628 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3629  */
3630 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3631         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3632 {
3633         int i;
3634         isl_basic_map *bmap;
3635
3636         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3637         for (i = 0; i < pos; ++i)
3638                 bmap = var_equal(bmap, i);
3639         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3640         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3641 }
3642
3643 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3644         unsigned n, int equal)
3645 {
3646         struct isl_map *map;
3647         int i;
3648
3649         if (n == 0 && equal)
3650                 return isl_map_universe(dims);
3651
3652         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3653
3654         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3655                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3656                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
3657         if (n > 0) {
3658                 if (equal)
3659                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3660                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3661                 else
3662                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3663                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3664         } else
3665                 isl_space_free(dims);
3666
3667         return map;
3668 }
3669
3670 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3671 {
3672         if (!dims)
3673                 return NULL;
3674         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3675 }
3676
3677 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3678 {
3679         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3680 }
3681
3682 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3683 {
3684         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3685 }
3686
3687 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
3688 {
3689         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3690 }
3691
3692 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
3693 {
3694         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3695 }
3696
3697 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
3698         unsigned n, int equal)
3699 {
3700         struct isl_map *map;
3701         int i;
3702
3703         if (n == 0 && equal)
3704                 return isl_map_universe(dims);
3705
3706         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3707
3708         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3709                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3710                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
3711         if (n > 0) {
3712                 if (equal)
3713                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3714                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3715                 else
3716                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3717                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3718         } else
3719                 isl_space_free(dims);
3720
3721         return map;
3722 }
3723
3724 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3725 {
3726         if (!dims)
3727                 return NULL;
3728         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3729 }
3730
3731 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3732 {
3733         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3734 }
3735
3736 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3737 {
3738         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3739 }
3740
3741 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
3742 {
3743         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3744 }
3745
3746 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
3747 {
3748         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3749 }
3750
3751 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3752         __isl_take isl_set *set2)
3753 {
3754         isl_map *map;
3755         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
3756         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3757         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3758         return map;
3759 }
3760
3761 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
3762         __isl_take isl_set *set2)
3763 {
3764         isl_map *map;
3765         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
3766         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3767         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3768         return map;
3769 }
3770
3771 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
3772         __isl_take isl_set *set2)
3773 {
3774         isl_map *map;
3775         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
3776         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3777         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3778         return map;
3779 }
3780
3781 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
3782         __isl_take isl_set *set2)
3783 {
3784         isl_map *map;
3785         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
3786         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
3787         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
3788         return map;
3789 }
3790
3791 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
3792         __isl_take isl_map *map2)
3793 {
3794         isl_map *map;
3795         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3796         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3797         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3798         return map;
3799 }
3800
3801 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
3802         __isl_take isl_map *map2)
3803 {
3804         isl_map *map;
3805         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3806         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3807         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3808         return map;
3809 }
3810
3811 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
3812         __isl_take isl_map *map2)
3813 {
3814         isl_map *map;
3815         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3816         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3817         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3818         return map;
3819 }
3820
3821 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
3822         __isl_take isl_map *map2)
3823 {
3824         isl_map *map;
3825         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
3826         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
3827         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
3828         return map;
3829 }
3830
3831 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
3832         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
3833 {
3834         struct isl_basic_map *bmap;
3835
3836         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3837         if (!bset || !dim)
3838                 goto error;
3839
3840         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
3841         isl_space_free(bset->dim);
3842         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
3843         bmap->dim = dim;
3844         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3845 error:
3846         isl_basic_set_free(bset);
3847         isl_space_free(dim);
3848         return NULL;
3849 }
3850
3851 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
3852 {
3853         if (!bmap)
3854                 goto error;
3855         if (bmap->dim->n_in == 0)
3856                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3857         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3858         if (!bmap)
3859                 goto error;
3860         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
3861         if (!bmap->dim)
3862                 goto error;
3863         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3864         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3865 error:
3866         isl_basic_map_free(bmap);
3867         return NULL;
3868 }
3869
3870 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
3871  *
3872  *              f - m d >= 0
3873  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
3874  *
3875  * Note that the second constraint is the negation of
3876  *
3877  *              f - m d >= n
3878  */
3879 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
3880         unsigned pos, isl_int *div)
3881 {
3882         int i, j;
3883         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3884
3885         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3886         if (i < 0)
3887                 return -1;
3888         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
3889         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
3890
3891         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3892         if (j < 0)
3893                 return -1;
3894         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
3895         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
3896         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
3897         return j;
3898 }
3899
3900 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
3901         unsigned pos, isl_int *div)
3902 {
3903         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
3904                                                         pos, div);
3905 }
3906
3907 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
3908 {
3909         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3910         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
3911
3912         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
3913                                                         bmap->div[div]);
3914 }
3915
3916 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
3917                 struct isl_basic_map *bmap)
3918 {
3919         if (!bmap)
3920                 goto error;
3921         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
3922             bmap->n_div == 0 &&
3923             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
3924             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
3925                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
3926         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3927         if (!bmap)
3928                 goto error;
3929         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
3930         if (!bmap->dim)
3931                 goto error;
3932         bmap->extra -= bmap->n_div;
3933         bmap->n_div = 0;
3934         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3935         return (struct isl_basic_set *)bmap;
3936 error:
3937         return NULL;
3938 }
3939
3940 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
3941                 __isl_take isl_basic_set *bset)
3942 {
3943         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
3944 }
3945
3946 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
3947         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
3948 {
3949         struct isl_basic_map *bmap;
3950         struct isl_ctx *ctx;
3951         unsigned total;
3952         int i;
3953
3954         if (!bset || !like)
3955                 goto error;
3956         ctx = bset->ctx;
3957         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
3958         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
3959         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
3960                         goto error);
3961         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
3962                 isl_basic_map_free(like);
3963                 return (struct isl_basic_map *)bset;
3964         }
3965         bset = isl_basic_set_cow(bset);
3966         if (!bset)
3967                 goto error;
3968         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
3969         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
3970         isl_space_free(bmap->dim);
3971         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
3972         if (!bmap->dim)
3973                 goto error;
3974         bmap->n_div = like->n_div;
3975         bmap->extra += like->n_div;
3976         if (bmap->extra) {
3977                 unsigned ltotal;
3978                 isl_int **div;
3979                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
3980                 if (ltotal > total)
3981                         ltotal = total;
3982                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
3983                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
3984                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
3985                         goto error;
3986                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
3987                 if (!div)
3988                         goto error;
3989                 bmap->div = div;
3990                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3991                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
3992                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3993                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
3994                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
3995                 }
3996                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
3997                                                         0, 2 * like->n_div);
3998                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
3999                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4000                                 continue;
4001                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4002                                 goto error;
4003                 }
4004         }
4005         isl_basic_map_free(like);
4006         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4007         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4008         return bmap;
4009 error:
4010         isl_basic_map_free(like);
4011         isl_basic_set_free(bset);
4012         return NULL;
4013 }
4014
4015 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4016         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4017 {
4018         return (struct isl_basic_set *)
4019                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4020 }
4021
4022 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4023         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4024 {
4025         int i;
4026
4027         if (!set || !like)
4028                 goto error;
4029         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4030                     goto error);
4031         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4032                 isl_basic_set_free(like);
4033                 return set;
4034         }
4035         set = isl_set_cow(set);
4036         if (!set)
4037                 goto error;
4038         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4039                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4040                                                       isl_basic_set_copy(like));
4041                 if (!set->p[i])
4042                         goto error;
4043         }
4044         isl_space_free(set->dim);
4045         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4046         if (!set->dim)
4047                 goto error;
4048         isl_basic_set_free(like);
4049         return set;
4050 error:
4051         isl_basic_set_free(like);
4052         isl_set_free(set);
4053         return NULL;
4054 }
4055
4056 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4057 {
4058         int i;
4059
4060         map = isl_map_cow(map);
4061         if (!map)
4062                 return NULL;
4063         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4064         if (!map->dim)
4065                 goto error;
4066
4067         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4068                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4069                                 goto error);
4070         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4071                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4072                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4073                 if (!map->p[i])
4074                         goto error;
4075         }
4076         if (map->n == 0)
4077                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4078         else {
4079                 isl_space_free(map->dim);
4080                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4081         }
4082         if (!map->dim)
4083                 goto error;
4084         return (struct isl_set *)map;
4085 error:
4086         isl_map_free(map);
4087         return NULL;
4088 }
4089
4090 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4091 {
4092         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4093 }
4094
4095 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4096         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4097 {
4098         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4099         if (!bmap || !dim)
4100                 goto error;
4101
4102         isl_space_free(bmap->dim);
4103         bmap->dim = dim;
4104
4105         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4106
4107         return bmap;
4108 error:
4109         isl_basic_map_free(bmap);
4110         isl_space_free(dim);
4111         return NULL;
4112 }
4113
4114 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4115         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4116 {
4117         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4118                                                         dim);
4119 }
4120
4121 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4122         __isl_take isl_space *dim)
4123 {
4124         int i;
4125
4126         map = isl_map_cow(map);
4127         if (!map || !dim)
4128                 goto error;
4129
4130         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4131                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4132                                                     isl_space_copy(dim));
4133                 if (!map->p[i])
4134                         goto error;
4135         }
4136         isl_space_free(map->dim);
4137         map->dim = dim;
4138
4139         return map;
4140 error:
4141         isl_map_free(map);
4142         isl_space_free(dim);
4143         return NULL;
4144 }
4145
4146 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4147         __isl_take isl_space *dim)
4148 {
4149         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4150 }
4151
4152 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4153  */
4154 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4155 {
4156         isl_space *space;
4157         unsigned n;
4158
4159         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4160                 return bset;
4161
4162         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4163         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4164         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4165         space = isl_space_params(space);
4166         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4167         return bset;
4168 }
4169
4170 /* Compute the parameter domain of the given set.
4171  */
4172 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4173 {
4174         isl_space *space;
4175         unsigned n;
4176
4177         if (isl_set_is_params(set))
4178                 return set;
4179
4180         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4181         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4182         space = isl_set_get_space(set);
4183         space = isl_space_params(space);
4184         set = isl_set_reset_space(set, space);
4185         return set;
4186 }
4187
4188 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4189  */
4190 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4191 {
4192         isl_space *space;
4193         space = isl_set_get_space(set);
4194         space = isl_space_set_from_params(space);
4195         set = isl_set_reset_space(set, space);
4196         return set;
4197 }
4198
4199 /* Compute the parameter domain of the given map.
4200  */
4201 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4202 {
4203         isl_space *space;
4204         unsigned n;
4205
4206         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4207         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4208         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4209         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4210         space = isl_map_get_space(map);
4211         space = isl_space_params(space);
4212         map = isl_map_reset_space(map, space);
4213         return map;
4214 }
4215
4216 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4217 {
4218         isl_space *dim;
4219         struct isl_basic_set *domain;
4220         unsigned n_in;
4221         unsigned n_out;
4222
4223         if (!bmap)
4224                 return NULL;
4225         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4226
4227         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4228         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4229         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4230         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4231
4232         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4233
4234         return domain;
4235 }
4236
4237 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4238 {
4239         if (!bmap)
4240                 return -1;
4241         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4242 }
4243
4244 /* Is this basic map actually a set?
4245  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4246  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4247  */
4248 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4249 {
4250         if (!bmap)
4251                 return -1;
4252         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4253 }
4254
4255 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4256 {
4257         if (!bmap)
4258                 return NULL;
4259         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4260                 return bmap;
4261         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4262 }
4263
4264 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4265         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4266 {
4267         int i, k;
4268         isl_space *dim;
4269         isl_basic_map *domain;
4270         int nparam, n_in, n_out;
4271         unsigned total;
4272
4273         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4274         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4275         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4276
4277         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4278         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4279
4280         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4281         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4282         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4283
4284         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4285
4286         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4287                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4288                 if (k < 0)
4289                         goto error;
4290                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4291                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4292                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4293         }
4294
4295         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4296         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4297 error:
4298         isl_basic_map_free(bmap);
4299         return NULL;
4300 }
4301
4302 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4303         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4304 {
4305         int i, k;
4306         isl_space *dim;
4307         isl_basic_map *range;
4308         int nparam, n_in, n_out;
4309         unsigned total;
4310
4311         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4312         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4313         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4314
4315         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4316         range = isl_basic_map_universe(dim);
4317
4318         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4319         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4320         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4321
4322         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4323
4324         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4325                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4326                 if (k < 0)
4327                         goto error;
4328                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4329                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4330                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4331         }
4332
4333         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4334         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4335 error:
4336         isl_basic_map_free(bmap);
4337         return NULL;
4338 }
4339
4340 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4341 {
4342         if (!map)
4343                 return -1;
4344         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4345 }
4346
4347 /* Is this map actually a set?
4348  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4349  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4350  */
4351 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4352 {
4353         if (!map)
4354                 return -1;
4355         return isl_space_is_set(map->dim);
4356 }
4357
4358 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4359 {
4360         int i;
4361         struct isl_set *set;
4362
4363         if (!map)
4364                 goto error;
4365         if (isl_map_is_set(map))
4366                 return (isl_set *)map;
4367
4368         map = isl_map_cow(map);
4369         if (!map)
4370                 goto error;
4371
4372         set = (struct isl_set *) map;
4373         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4374         if (!set->dim)
4375                 goto error;
4376         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4377                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4378                 if (!set->p[i])
4379                         goto error;
4380         }
4381         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4382         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4383         return set;
4384 error:
4385         isl_map_free(map);
4386         return NULL;
4387 }
4388
4389 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4390 {
4391         int i;
4392         isl_space *domain_dim;
4393
4394         map = isl_map_cow(map);
4395         if (!map)
4396                 return NULL;
4397
4398         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4399         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4400         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4401         if (!map->dim)
4402                 goto error;
4403         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4404                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4405                 if (!map->p[i])
4406                         goto error;
4407         }
4408         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4409         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4410         return map;
4411 error:
4412         isl_map_free(map);
4413         return NULL;
4414 }
4415
4416 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4417 {
4418         int i;
4419         isl_space *range_dim;
4420
4421         map = isl_map_cow(map);
4422         if (!map)
4423                 return NULL;
4424
4425         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4426         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4427         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4428         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4429         if (!map->dim)
4430                 goto error;
4431         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4432                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4433                 if (!map->p[i])
4434                         goto error;
4435         }
4436         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4437         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4438         return map;
4439 error:
4440         isl_map_free(map);
4441         return NULL;
4442 }
4443
4444 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4445         __isl_take isl_space *dim)
4446 {
4447         int i;
4448         struct isl_map *map = NULL;
4449
4450         set = isl_set_cow(set);
4451         if (!set || !dim)
4452                 goto error;
4453         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4454         map = (struct isl_map *)set;
4455         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4456                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4457                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4458                 if (!map->p[i])
4459                         goto error;
4460         }
4461         isl_space_free(map->dim);
4462         map->dim = dim;
4463         return map;
4464 error:
4465         isl_space_free(dim);
4466         isl_set_free(set);
4467         return NULL;
4468 }
4469
4470 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4471         __isl_take isl_basic_set *bset)
4472 {
4473         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4474 }
4475
4476 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4477         __isl_take isl_basic_set *bset)
4478 {
4479         isl_space *space;
4480         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4481         space = isl_space_from_range(space);
4482         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4483         return (isl_basic_map *)bset;
4484 }
4485
4486 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4487 {
4488         isl_space *space;
4489         space = isl_set_get_space(set);
4490         space = isl_space_from_range(space);
4491         set = isl_set_reset_space(set, space);
4492         return (struct isl_map *)set;
4493 }
4494
4495 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4496 {
4497         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4498 }
4499
4500 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4501         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4502 {
4503         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4504 }
4505
4506 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4507         __isl_take isl_set *range)
4508 {
4509         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4510 }
4511
4512 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4513 {
4514         int i;
4515         struct isl_set *set = NULL;
4516
4517         if (!map)
4518                 return NULL;
4519         map = isl_map_cow(map);
4520         if (!map)
4521                 return NULL;
4522         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4523         if (!map->dim)
4524                 goto error;
4525         set = (struct isl_set *)map;
4526         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4527                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4528                 if (!set->p[i])
4529                         goto error;
4530         }
4531         return set;
4532 error:
4533         isl_map_free(map);
4534         return NULL;
4535 }
4536
4537 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4538         unsigned flags)
4539 {
4540         struct isl_map *map;
4541
4542         if (!dim)
4543                 return NULL;
4544         if (n < 0)
4545                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4546                         "negative number of basic maps", goto error);
4547         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4548                         sizeof(struct isl_map) +
4549                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4550         if (!map)
4551                 goto error;
4552
4553         map->ctx = dim->ctx;
4554         isl_ctx_ref(map->ctx);
4555         map->ref = 1;
4556         map->size = n;
4557         map->n = 0;
4558         map->dim = dim;
4559         map->flags = flags;
4560         return map;
4561 error:
4562         isl_space_free(dim);
4563         return NULL;
4564 }
4565
4566 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4567                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4568                 unsigned flags)
4569 {
4570         struct isl_map *map;
4571         isl_space *dims;
4572
4573         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4574         if (!dims)
4575                 return NULL;
4576
4577         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4578         return map;
4579 }
4580
4581 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4582 {
4583         struct isl_basic_map *bmap;
4584         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4585         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4586         return bmap;
4587 }
4588
4589 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4590 {
4591         struct isl_basic_set *bset;
4592         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4593         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4594         return bset;
4595 }
4596
4597 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4598 {
4599         struct isl_basic_map *bmap;
4600         if (!model)
4601                 return NULL;
4602         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4603         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4604         return bmap;
4605 }
4606
4607 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4608 {
4609         struct isl_basic_map *bmap;
4610         if (!model)
4611                 return NULL;
4612         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4613         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4614         return bmap;
4615 }
4616
4617 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4618 {
4619         struct isl_basic_set *bset;
4620         if (!model)
4621                 return NULL;
4622         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4623         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4624         return bset;
4625 }
4626
4627 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4628 {
4629         struct isl_basic_map *bmap;
4630         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4631         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4632         return bmap;
4633 }
4634
4635 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4636 {
4637         struct isl_basic_set *bset;
4638         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4639         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4640         return bset;
4641 }
4642
4643 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4644 {
4645         int i;
4646         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4647         isl_basic_map *bmap;
4648
4649         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4650         for (i = 0; i < total; ++i) {
4651                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4652                 if (k < 0)
4653                         goto error;
4654                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4655                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4656         }
4657         return bmap;
4658 error:
4659         isl_basic_map_free(bmap);
4660         return NULL;
4661 }
4662
4663 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4664 {
4665         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4666 }
4667
4668 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4669 {
4670         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4671 }
4672
4673 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4674 {
4675         return isl_map_nat_universe(dim);
4676 }
4677
4678 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4679                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4680 {
4681         if (!model)
4682                 return NULL;
4683         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4684 }
4685
4686 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4687 {
4688         if (!model)
4689                 return NULL;
4690         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4691 }
4692
4693 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4694         __isl_keep isl_set *model)
4695 {
4696         if (!model)
4697                 return NULL;
4698         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4699 }
4700
4701 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4702 {
4703         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4704 }
4705
4706 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4707 {
4708         if (!model)
4709                 return NULL;
4710         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4711 }
4712
4713 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4714 {
4715         if (!model)
4716                 return NULL;
4717         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4718 }
4719
4720 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4721 {
4722         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4723 }
4724
4725 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4726 {
4727         if (!model)
4728                 return NULL;
4729         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4730 }
4731
4732 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4733 {
4734         struct isl_map *map;
4735         if (!dim)
4736                 return NULL;
4737         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4738         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4739         return map;
4740 }
4741
4742 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4743 {
4744         struct isl_set *set;
4745         if (!dim)
4746                 return NULL;
4747         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4748         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4749         return set;
4750 }
4751
4752 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4753 {
4754         if (!model)
4755                 return NULL;
4756         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
4757 }
4758
4759 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
4760 {
4761         int i;
4762         struct isl_map *dup;
4763
4764         if (!map)
4765                 return NULL;
4766         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
4767         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4768                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
4769         return dup;
4770 }
4771
4772 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
4773                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
4774 {
4775         if (!bmap || !map)
4776                 goto error;
4777         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
4778                 isl_basic_map_free(bmap);
4779                 return map;
4780         }
4781         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
4782         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
4783         map->p[map->n] = bmap;
4784         map->n++;
4785         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4786         return map;
4787 error:
4788         if (map)
4789                 isl_map_free(map);
4790         if (bmap)
4791                 isl_basic_map_free(bmap);
4792         return NULL;
4793 }
4794
4795 void isl_map_free(struct isl_map *map)
4796 {
4797         int i;
4798
4799         if (!map)
4800                 return;
4801
4802         if (--map->ref > 0)
4803                 return;
4804
4805         isl_ctx_deref(map->ctx);
4806         for (i = 0; i < map->n; ++i)
4807                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
4808         isl_space_free(map->dim);
4809         free(map);
4810 }
4811
4812 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
4813                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
4814 {
4815         int i;
4816
4817         base = isl_map_cow(base);
4818         if (!base)
4819                 return NULL;
4820
4821         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
4822         if (!base->dim)
4823                 goto error;
4824         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
4825                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
4826                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
4827                 if (!base->p[i])
4828                         goto error;
4829         }
4830         return base;
4831 error:
4832         isl_map_free(base);
4833         return NULL;
4834 }
4835
4836 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
4837                 unsigned nparam, unsigned dim)
4838 {
4839         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
4840                                                         nparam, 0, dim);
4841 }
4842
4843 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
4844         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
4845 {
4846         int j;
4847
4848         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4849         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4850         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4851         if (j < 0)
4852                 goto error;
4853         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4854         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4855         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
4856         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4857         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4858 error:
4859         isl_basic_map_free(bmap);
4860         return NULL;
4861 }
4862
4863 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
4864         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
4865 {
4866         int j;
4867
4868         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4869         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
4870         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4871         if (j < 0)
4872                 goto error;
4873         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
4874         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
4875         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
4876         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4877         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4878 error:
4879         isl_basic_map_free(bmap);
4880         return NULL;
4881 }
4882
4883 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
4884                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4885 {
4886         if (!bmap)
4887                 return NULL;
4888         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4889         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
4890                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4891 error:
4892         isl_basic_map_free(bmap);
4893         return NULL;
4894 }
4895
4896 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
4897                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4898 {
4899         if (!bmap)
4900                 return NULL;
4901         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
4902         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
4903                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
4904 error:
4905         isl_basic_map_free(bmap);
4906         return NULL;
4907 }
4908
4909 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
4910                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4911 {
4912         return (struct isl_basic_set *)
4913                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4914                                         type, pos, value);
4915 }
4916
4917 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
4918                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4919 {
4920         return (struct isl_basic_set *)
4921                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
4922                                         type, pos, value);
4923 }
4924
4925 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
4926                 unsigned input, int value)
4927 {
4928         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
4929 }
4930
4931 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
4932                 unsigned dim, int value)
4933 {
4934         return (struct isl_basic_set *)
4935                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
4936                                         isl_dim_set, dim, value);
4937 }
4938
4939 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
4940 {
4941         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
4942
4943         if (empty < 0)
4944                 return -1;
4945         if (!empty)
4946                 return 0;
4947
4948         isl_basic_map_free(map->p[i]);
4949         if (i != map->n - 1) {
4950                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4951                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
4952         }
4953         map->n--;
4954
4955         return 0;
4956 }
4957
4958 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
4959                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4960 {
4961         int i;
4962
4963         map = isl_map_cow(map);
4964         if (!map)
4965                 return NULL;
4966
4967         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4968         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
4969                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
4970                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
4971                         goto error;
4972         }
4973         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4974         return map;
4975 error:
4976         isl_map_free(map);
4977         return NULL;
4978 }
4979
4980 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
4981                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
4982 {
4983         return (struct isl_set *)
4984                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
4985 }
4986
4987 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
4988                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
4989 {
4990         int i;
4991
4992         map = isl_map_cow(map);
4993         if (!map)
4994                 return NULL;
4995
4996         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
4997         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4998                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
4999                 if (!map->p[i])
5000                         goto error;
5001         }
5002         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5003         return map;
5004 error:
5005         isl_map_free(map);
5006         return NULL;
5007 }
5008
5009 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5010                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5011 {
5012         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5013 }
5014
5015 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5016                 unsigned input, int value)
5017 {
5018         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5019 }
5020
5021 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5022 {
5023         return (struct isl_set *)
5024                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5025 }
5026
5027 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5028         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5029         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5030 {
5031         int j;
5032
5033         if (!bmap)
5034                 return NULL;
5035         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5036         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5037         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5038         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5039         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5040         if (j < 0)
5041                 goto error;
5042         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5043         if (upper) {
5044                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5045                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5046         } else {
5047                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5048                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5049         }
5050         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5051         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5052 error:
5053         isl_basic_map_free(bmap);
5054         return NULL;
5055 }
5056
5057 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5058         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5059         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5060 {
5061         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5062 }
5063
5064 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5065         unsigned dim, isl_int value)
5066 {
5067         int j;
5068
5069         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5070         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5071         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5072         if (j < 0)
5073                 goto error;
5074         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5075         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5076         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5077         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5078         return isl_basic_set_finalize(bset);
5079 error:
5080         isl_basic_set_free(bset);
5081         return NULL;
5082 }
5083
5084 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5085         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5086 {
5087         int i;
5088
5089         map = isl_map_cow(map);
5090         if (!map)
5091                 return NULL;
5092
5093         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5094         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5095                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5096                                                  type, pos, value, upper);
5097                 if (!map->p[i])
5098                         goto error;
5099         }
5100         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5101         return map;
5102 error:
5103         isl_map_free(map);
5104         return NULL;
5105 }
5106
5107 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5108         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5109 {
5110         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5111 }
5112
5113 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5114         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5115 {
5116         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5117 }
5118
5119 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5120                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5121 {
5122         return (struct isl_set *)
5123                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5124 }
5125
5126 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5127         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5128 {
5129         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5130 }
5131
5132 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5133  * is set) to "value".
5134  */
5135 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5136         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5137         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5138 {
5139         int j;
5140
5141         if (!bmap)
5142                 return NULL;
5143         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5144                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5145                         "index out of bounds", goto error);
5146         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5147         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5148         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5149         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5150         if (j < 0)
5151                 goto error;
5152         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5153         if (upper) {
5154                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5155                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5156         } else {
5157                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5158                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5159         }
5160         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5161         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5162 error:
5163         isl_basic_map_free(bmap);
5164         return NULL;
5165 }
5166
5167 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5168  * is set) to "value".
5169  */
5170 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5171         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5172 {
5173         int i;
5174
5175         map = isl_map_cow(map);
5176         if (!map)
5177                 return NULL;
5178
5179         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5180                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5181                         "index out of bounds", goto error);
5182         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5183                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5184                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5185                         goto error;
5186         }
5187         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5188         return map;
5189 error:
5190         isl_map_free(map);
5191         return NULL;
5192 }
5193
5194 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5195         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5196 {
5197         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5198 }
5199
5200 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5201         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5202 {
5203         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5204 }
5205
5206 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5207         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5208 {
5209         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5210 }
5211
5212 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5213         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5214 {
5215         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5216 }
5217
5218 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5219                                         isl_int value)
5220 {
5221         int i;
5222
5223         set = isl_set_cow(set);
5224         if (!set)
5225                 return NULL;
5226
5227         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5228         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5229                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5230                 if (!set->p[i])
5231                         goto error;
5232         }
5233         return set;
5234 error:
5235         isl_set_free(set);
5236         return NULL;
5237 }
5238
5239 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5240 {
5241         int i;
5242
5243         map = isl_map_cow(map);
5244         if (!map)
5245                 return NULL;
5246
5247         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5248         if (!map->dim)
5249                 goto error;
5250         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5251                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5252                 if (!map->p[i])
5253                         goto error;
5254         }
5255         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5256         return map;
5257 error:
5258         isl_map_free(map);
5259         return NULL;
5260 }
5261
5262 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5263                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5264                 struct isl_set **empty, int max)
5265 {
5266         if (!bmap)
5267                 goto error;
5268         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5269                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5270         else
5271                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5272 error:
5273         isl_basic_map_free(bmap);
5274         isl_basic_set_free(dom);
5275         if (empty)
5276                 *empty = NULL;
5277         return NULL;
5278 }
5279
5280 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5281                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5282                 struct isl_set **empty)
5283 {
5284         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5285 }
5286
5287 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5288                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5289                 struct isl_set **empty)
5290 {
5291         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5292 }
5293
5294 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5295                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5296                 struct isl_set **empty)
5297 {
5298         return (struct isl_set *)
5299                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5300                         dom, empty);
5301 }
5302
5303 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5304                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5305                 struct isl_set **empty)
5306 {
5307         return (struct isl_set *)
5308                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5309                         dom, empty);
5310 }
5311
5312 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5313         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5314         __isl_give isl_set **empty)
5315 {
5316         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5317 }
5318
5319 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5320         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5321         __isl_give isl_set **empty)
5322 {
5323         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5324 }
5325
5326 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5327         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5328         __isl_give isl_set **empty)
5329 {
5330         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5331 }
5332
5333 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5334         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5335         __isl_give isl_set **empty)
5336 {
5337         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5338 }
5339
5340 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5341         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5342 {
5343         isl_basic_set *dom = NULL;
5344         isl_space *dom_space;
5345
5346         if (!bmap)
5347                 goto error;
5348         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5349         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5350         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5351 error:
5352         isl_basic_map_free(bmap);
5353         return NULL;
5354 }
5355
5356 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5357         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5358 {
5359         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5360 }
5361
5362 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
5363  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5364  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5365  *
5366  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
5367  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
5368  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
5369  * domain down into the parametric integer programming.
5370  */
5371 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
5372                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
5373                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5374 {
5375         int i;
5376         struct isl_map *res;
5377
5378         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
5379         if (!dom)
5380                 goto error;
5381
5382         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
5383                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
5384                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
5385                 isl_set_free(dom);
5386                 isl_basic_map_free(bmap);
5387                 return res;
5388         }
5389
5390         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5391                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
5392                 
5393         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
5394                 struct isl_map *res_i;
5395                 struct isl_set *empty_i;
5396
5397                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5398                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
5399
5400                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5401                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
5402         }
5403
5404         isl_set_free(dom);
5405         isl_basic_map_free(bmap);
5406         return res;
5407 error:
5408         *empty = NULL;
5409         isl_set_free(dom);
5410         isl_basic_map_free(bmap);
5411         return NULL;
5412 }
5413
5414 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5415  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5416  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5417  *
5418  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5419  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5420  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5421  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5422  * improve both "res" and "todo".
5423  *
5424  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5425  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5426  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5427  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5428  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5429  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5430  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5431  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5432  * for the ith basic map, i.e.,
5433  *
5434  *      todo^i = todo^k * todo_i
5435  *
5436  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5437  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5438  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5439  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5440  * the lexicographic order.)
5441  * In practice, we compute
5442  *
5443  *      res^k * (res_i . "<=")
5444  *
5445  * and
5446  *
5447  *      res_i * (res^k . "<")
5448  *
5449  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5450  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5451  * that one, i.e.,
5452  *
5453  *      res^k * todo_i
5454  * and
5455  *      res_i * todo^k
5456  *
5457  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5458  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5459  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5460  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5461  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5462  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5463  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5464  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5465  * the previous basic maps.
5466  */
5467 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5468                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5469                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5470 {
5471         int i;
5472         struct isl_map *res;
5473         struct isl_set *todo;
5474
5475         if (!map || !dom)
5476                 goto error;
5477
5478         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5479                 if (empty)
5480                         *empty = dom;
5481                 else
5482                         isl_set_free(dom);
5483                 return map;
5484         }
5485
5486         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5487                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5488
5489         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5490                 isl_map *lt, *le;
5491                 isl_map *res_i;
5492                 isl_set *todo_i;
5493                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5494
5495                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5496                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5497
5498                 if (max) {
5499                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5500                         le = isl_map_lex_le(dim);
5501                 } else {
5502                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5503                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5504                 }
5505                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5506                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5507                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5508                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5509
5510                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5511                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5512                                                         isl_set_copy(todo_i));
5513                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5514                                                         isl_set_copy(todo));
5515                 }
5516
5517                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5518                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5519                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5520
5521                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5522         }
5523
5524         isl_set_free(dom);
5525         isl_map_free(map);
5526
5527         if (empty)
5528                 *empty = todo;
5529         else
5530                 isl_set_free(todo);
5531
5532         return res;
5533 error:
5534         if (empty)
5535                 *empty = NULL;
5536         isl_set_free(dom);
5537         isl_map_free(map);
5538         return NULL;
5539 }
5540
5541 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5542  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5543  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5544  *
5545  * Align parameters if needed and then call isl_map_partial_lexopt_aligned.
5546  */
5547 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
5548                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5549                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5550 {
5551         if (!map || !dom)
5552                 goto error;
5553         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, dom->dim, isl_dim_param))
5554                 return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5555         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
5556             !isl_space_has_named_params(dom->dim))
5557                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5558                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
5559         map = isl_map_align_params(map, isl_map_get_space(dom));
5560         dom = isl_map_align_params(dom, isl_map_get_space(map));
5561         return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5562 error:
5563         if (empty)
5564                 *empty = NULL;
5565         isl_set_free(dom);
5566         isl_map_free(map);
5567         return NULL;
5568 }
5569
5570 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5571                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5572                 __isl_give isl_set **empty)
5573 {
5574         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5575 }
5576
5577 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5578                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5579                 __isl_give isl_set **empty)
5580 {
5581         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5582 }
5583
5584 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5585                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5586                 __isl_give isl_set **empty)
5587 {
5588         return (struct isl_set *)
5589                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5590                         dom, empty);
5591 }
5592
5593 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5594                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5595                 __isl_give isl_set **empty)
5596 {
5597         return (struct isl_set *)
5598                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5599                         dom, empty);
5600 }
5601
5602 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5603 {
5604         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5605         isl_space *dom_dim;
5606
5607         if (!bmap)
5608                 goto error;
5609         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5610         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5611         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5612 error:
5613         isl_basic_map_free(bmap);
5614         return NULL;
5615 }
5616
5617 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5618 {
5619         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5620 }
5621
5622 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5623 {
5624         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5625 }
5626
5627 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5628 {
5629         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5630 }
5631
5632 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5633 {
5634         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5635 }
5636
5637 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5638 {
5639         struct isl_set *dom = NULL;
5640         isl_space *dom_dim;
5641
5642         if (!map)
5643                 goto error;
5644         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(map->dim));
5645         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5646         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5647 error:
5648         isl_map_free(map);
5649         return NULL;
5650 }
5651
5652 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5653 {
5654         return isl_map_lexopt(map, 0);
5655 }
5656
5657 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5658 {
5659         return isl_map_lexopt(map, 1);
5660 }
5661
5662 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5663 {
5664         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5665 }
5666
5667 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5668 {
5669         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5670 }
5671
5672 /* Extract the first and only affine expression from list
5673  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5674  * This domain is known to be disjoint from other domains
5675  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
5676  */
5677 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5678         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5679 {
5680         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5681         isl_aff *aff;
5682         isl_pw_aff **pwaff = user;
5683         isl_pw_aff *pwaff_i;
5684
5685         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5686                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5687                         "expecting single element list", goto error);
5688
5689         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5690         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5691
5692         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5693
5694         isl_aff_list_free(list);
5695
5696         return 0;
5697 error:
5698         isl_basic_set_free(dom);
5699         isl_aff_list_free(list);
5700         return -1;
5701 }
5702
5703 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
5704  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
5705  *
5706  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
5707  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5708  */
5709 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
5710         int max)
5711 {
5712         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
5713         isl_pw_aff *pwaff;
5714         int r;
5715
5716         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
5717         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
5718         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5719
5720         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5721         if (r < 0)
5722                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5723
5724         return pwaff;
5725 }
5726
5727 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
5728  * as a function of the parameters and the input dimensions,
5729  * but independently of the other output dimensions.
5730  *
5731  * We first project out the other output dimension and then compute
5732  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
5733  * using isl_pw_aff_union_max.
5734  */
5735 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
5736         int max)
5737 {
5738         int i;
5739         isl_pw_aff *pwaff;
5740         unsigned n_out;
5741
5742         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
5743         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
5744         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
5745         if (!map)
5746                 return NULL;
5747
5748         if (map->n == 0) {
5749                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
5750                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
5751                 isl_map_free(map);
5752                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5753         }
5754
5755         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
5756         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5757                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5758
5759                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
5760                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
5761         }
5762
5763         isl_map_free(map);
5764
5765         return pwaff;
5766 }
5767
5768 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
5769  * parameters and input dimensions, but independently of
5770  * the other output dimensions.
5771  */
5772 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
5773 {
5774         return map_dim_opt(map, pos, 1);
5775 }
5776
5777 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
5778  * as a function of the parameters,
5779  * but independently of the other set dimensions.
5780  */
5781 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
5782         int max)
5783 {
5784         return map_dim_opt(set, pos, max);
5785 }
5786
5787 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
5788  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5789  */
5790 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
5791 {
5792         return set_dim_opt(set, pos, 1);
5793 }
5794
5795 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
5796  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5797  */
5798 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
5799 {
5800         return set_dim_opt(set, pos, 0);
5801 }
5802
5803 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5804  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5805  */
5806 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5807         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5808 {
5809         unsigned nparam;
5810
5811         if (!bset || !mat)
5812                 goto error;
5813
5814         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
5815         if (!bset->dim)
5816                 goto error;
5817
5818         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5819
5820         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5821
5822         bset->dim->nparam = 0;
5823         bset->dim->n_out = nparam;
5824         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5825         if (bset) {
5826                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5827                 bset->dim->n_out = 0;
5828         }
5829         return bset;
5830 error:
5831         isl_mat_free(mat);
5832         isl_basic_set_free(bset);
5833         return NULL;
5834 }
5835
5836 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5837  * set is assumed to have only parameters and divs.
5838  */
5839 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5840         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5841 {
5842         isl_space *dim = NULL;
5843         unsigned nparam;
5844
5845         if (!set || !mat)
5846                 goto error;
5847
5848         dim = isl_space_copy(set->dim);
5849         dim = isl_space_cow(dim);
5850         if (!dim)
5851                 goto error;
5852
5853         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5854
5855         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5856
5857         dim->nparam = 0;
5858         dim->n_out = nparam;
5859         isl_set_reset_space(set, dim);
5860         set = isl_set_preimage(set, mat);
5861         if (!set)
5862                 goto error2;
5863         dim = isl_space_copy(set->dim);
5864         dim = isl_space_cow(dim);
5865         if (!dim)
5866                 goto error2;
5867         dim->nparam = dim->n_out;
5868         dim->n_out = 0;
5869         isl_set_reset_space(set, dim);
5870         return set;
5871 error:
5872         isl_space_free(dim);
5873         isl_mat_free(mat);
5874 error2:
5875         isl_set_free(set);
5876         return NULL;
5877 }
5878
5879 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5880  * equalities in "eq".
5881  */
5882 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5883         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5884 {
5885         int i, k;
5886         unsigned len;
5887
5888         if (!bset || !eq)
5889                 goto error;
5890
5891         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
5892                                         eq->n_row, 0);
5893         if (!bset)
5894                 goto error;
5895
5896         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
5897         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5898                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5899                 if (k < 0)
5900                         goto error;
5901                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5902                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5903         }
5904         isl_mat_free(eq);
5905
5906         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5907         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5908
5909         return bset;
5910 error:
5911         isl_mat_free(eq);
5912         isl_basic_set_free(bset);
5913         return NULL;
5914 }
5915
5916 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5917  * equalities in "eq".
5918  */
5919 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5920         struct isl_mat *eq)
5921 {
5922         int i;
5923
5924         if (!set || !eq)
5925                 goto error;
5926
5927         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5928                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5929                                         isl_mat_copy(eq));
5930                 if (!set->p[i])
5931                         goto error;
5932         }
5933         isl_mat_free(eq);
5934         return set;
5935 error:
5936         isl_mat_free(eq);
5937         isl_set_free(set);
5938         return NULL;
5939 }
5940
5941 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5942  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5943  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5944  * The output has the same parameters, but only
5945  * explicit existentially quantified variables.
5946  *
5947  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5948  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5949  * among the parameters by performing a variable compression on
5950  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5951  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5952  */
5953 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5954 {
5955         int i, j;
5956         struct isl_mat *eq;
5957         struct isl_mat *T, *T2;
5958         struct isl_set *set;
5959         unsigned nparam, n_div;
5960
5961         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5962         if (!bset)
5963                 return NULL;
5964
5965         if (bset->n_eq == 0)
5966                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5967
5968         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5969
5970         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5971         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5972
5973         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5974                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5975                         ++i;
5976         }
5977         if (i == bset->n_eq)
5978                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5979
5980         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5981                 0, 1 + nparam);
5982         eq = isl_mat_cow(eq);
5983         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5984         if (T && T->n_col == 0) {
5985                 isl_mat_free(T);
5986                 isl_mat_free(T2);
5987                 isl_mat_free(eq);
5988                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5989                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5990         }
5991         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5992
5993         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5994         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5995         set = set_append_equalities(set, eq);
5996         return set;
5997 }
5998
5999 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6000  * quantified variables.
6001  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6002  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6003  * no input or output dimensions and the dimension specification
6004  * is reset to that of the input.
6005  */
6006 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6007 {
6008         struct isl_basic_set *bset;
6009         struct isl_set *set;
6010         struct isl_map *map;
6011         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6012         unsigned         nparam;
6013         unsigned         n_in;
6014         unsigned         n_out;
6015
6016         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6017         if (!bmap)
6018                 return NULL;
6019
6020         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6021         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6022         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6023         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6024         if (!dim)
6025                 goto error;
6026
6027         orig_dim = bmap->dim;
6028         bmap->dim = dim;
6029         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6030
6031         set = parameter_compute_divs(bset);
6032         map = (struct isl_map *)set;
6033         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6034
6035         return map;
6036 error:
6037         isl_basic_map_free(bmap);
6038         return NULL;
6039 }
6040
6041 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6042 {
6043         int i;
6044         unsigned off;
6045
6046         if (!bmap)
6047                 return -1;
6048
6049         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6050         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6051                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6052                         return 0;
6053                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6054                                 return -1);
6055         }
6056         return 1;
6057 }
6058
6059 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6060 {
6061         int i;
6062
6063         if (!map)
6064                 return -1;
6065
6066         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6067                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6068                 if (known <= 0)
6069                         return known;
6070         }
6071
6072         return 1;
6073 }
6074
6075 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6076  * expressions for them.  However, this computation may be
6077  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6078  * strictly needed.
6079  */
6080 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6081 {
6082         int known;
6083         struct isl_map *map;
6084
6085         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6086         if (known < 0)
6087                 goto error;
6088         if (known)
6089                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6090
6091         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6092
6093         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6094         if (known < 0)
6095                 goto error;
6096         if (known)
6097                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6098
6099         map = compute_divs(bmap);
6100         return map;
6101 error:
6102         isl_basic_map_free(bmap);
6103         return NULL;
6104 }
6105
6106 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6107 {
6108         int i;
6109         int known;
6110         struct isl_map *res;
6111
6112         if (!map)
6113                 return NULL;
6114         if (map->n == 0)
6115                 return map;
6116
6117         known = map_divs_known(map);
6118         if (known < 0) {
6119                 isl_map_free(map);
6120                 return NULL;
6121         }
6122         if (known)
6123                 return map;
6124
6125         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6126         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6127                 struct isl_map *r2;
6128                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6129                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6130                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6131                 else
6132                         res = isl_map_union(res, r2);
6133         }
6134         isl_map_free(map);
6135
6136         return res;
6137 }
6138
6139 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6140 {
6141         return (struct isl_set *)
6142                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6143 }
6144
6145 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6146 {
6147         return (struct isl_set *)
6148                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6149 }
6150
6151 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6152 {
6153         int i;
6154         struct isl_set *set;
6155
6156         if (!map)
6157                 goto error;
6158
6159         map = isl_map_cow(map);
6160         if (!map)
6161                 return NULL;
6162
6163         set = (struct isl_set *)map;
6164         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6165         if (!set->dim)
6166                 goto error;
6167         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6168                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6169                 if (!set->p[i])
6170                         goto error;
6171         }
6172         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6173         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6174         return set;
6175 error:
6176         isl_map_free(map);
6177         return NULL;
6178 }
6179
6180 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6181         __isl_take isl_map *map2)
6182 {
6183         int i;
6184         unsigned flags = 0;
6185         struct isl_map *map = NULL;
6186
6187         if (!map1 || !map2)
6188                 goto error;
6189
6190         if (map1->n == 0) {
6191                 isl_map_free(map1);
6192                 return map2;
6193         }
6194         if (map2->n == 0) {
6195                 isl_map_free(map2);
6196                 return map1;
6197         }
6198
6199         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6200
6201         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6202             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6203                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6204
6205         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6206                                 map1->n + map2->n, flags);
6207         if (!map)
6208                 goto error;
6209         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6210                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6211                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6212                 if (!map)
6213                         goto error;
6214         }
6215         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6216                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6217                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6218                 if (!map)
6219                         goto error;
6220         }
6221         isl_map_free(map1);
6222         isl_map_free(map2);
6223         return map;
6224 error:
6225         isl_map_free(map);
6226         isl_map_free(map1);
6227         isl_map_free(map2);
6228         return NULL;
6229 }
6230
6231 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6232         __isl_take isl_map *map2)
6233 {
6234         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6235 }
6236
6237 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6238 {
6239         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6240         if (!map1)
6241                 return NULL;
6242         if (map1->n > 1)
6243                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6244         return map1;
6245 }
6246
6247 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6248                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6249 {
6250         return (struct isl_set *)
6251                 isl_map_union_disjoint(
6252                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6253 }
6254
6255 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6256 {
6257         return (struct isl_set *)
6258                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6259 }
6260
6261 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6262         __isl_take isl_set *set)
6263 {
6264         unsigned flags = 0;
6265         struct isl_map *result;
6266         int i, j;
6267
6268         if (!map || !set)
6269                 goto error;
6270
6271         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6272                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6273                         "parameters don't match", goto error);
6274
6275         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6276             !isl_map_compatible_range(map, set))
6277                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6278                         "incompatible spaces", goto error);
6279
6280         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6281                 isl_set_free(set);
6282                 return map;
6283         }
6284
6285         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6286             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6287                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6288
6289         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6290                                         map->n * set->n, flags);
6291         if (!result)
6292                 goto error;
6293         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6294                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6295                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6296                             isl_basic_map_intersect_range(
6297                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6298                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6299                         if (!result)
6300                                 goto error;
6301                 }
6302         isl_map_free(map);
6303         isl_set_free(set);
6304         return result;
6305 error:
6306         isl_map_free(map);
6307         isl_set_free(set);
6308         return NULL;
6309 }
6310
6311 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6312         __isl_take isl_set *set)
6313 {
6314         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6315 }
6316
6317 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6318                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6319 {
6320         return isl_map_reverse(
6321                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6322 }
6323
6324 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6325         __isl_take isl_map *map2)
6326 {
6327         if (!map1 || !map2)
6328                 goto error;
6329         map1 = isl_map_reverse(map1);
6330         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6331         return isl_map_reverse(map1);
6332 error:
6333         isl_map_free(map1);
6334         isl_map_free(map2);
6335         return NULL;
6336 }
6337
6338 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6339         __isl_take isl_map *map2)
6340 {
6341         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6342 }
6343
6344 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6345         __isl_take isl_map *map2)
6346 {
6347         isl_space *dim_result;
6348         struct isl_map *result;
6349         int i, j;
6350
6351         if (!map1 || !map2)
6352                 goto error;
6353
6354         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6355                                   isl_space_copy(map2->dim));
6356
6357         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6358         if (!result)
6359                 goto error;
6360         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6361                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6362                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6363                             isl_basic_map_apply_range(
6364                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6365                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6366                         if (!result)
6367                                 goto error;
6368                 }
6369         isl_map_free(map1);
6370         isl_map_free(map2);
6371         if (result && result->n <= 1)
6372                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6373         return result;
6374 error:
6375         isl_map_free(map1);
6376         isl_map_free(map2);
6377         return NULL;
6378 }
6379
6380 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6381         __isl_take isl_map *map2)
6382 {
6383         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6384 }
6385
6386 /*
6387  * returns range - domain
6388  */
6389 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6390 {
6391         isl_space *dims, *target_dim;
6392         struct isl_basic_set *bset;
6393         unsigned dim;
6394         unsigned nparam;
6395         int i;
6396
6397         if (!bmap)
6398                 goto error;
6399         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6400                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6401                    goto error);
6402         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6403         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6404         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6405         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6406         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6407         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6408         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6409         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6410         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6411         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6412                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6413                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6414                 if (j < 0)
6415                         goto error;
6416                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6417                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6418                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6419                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6420         }
6421         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6422         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6423         return bset;
6424 error:
6425         isl_basic_map_free(bmap);
6426         return NULL;
6427 }
6428
6429 /*
6430  * returns range - domain
6431  */
6432 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
6433 {
6434         int i;
6435         isl_space *dim;
6436         struct isl_set *result;
6437
6438         if (!map)
6439                 return NULL;
6440
6441         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6442                                                  map->dim, isl_dim_out),
6443                    goto error);
6444         dim = isl_map_get_space(map);
6445         dim = isl_space_domain(dim);
6446         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6447         if (!result)
6448                 goto error;
6449         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6450                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6451                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6452         isl_map_free(map);
6453         return result;
6454 error:
6455         isl_map_free(map);
6456         return NULL;
6457 }
6458
6459 /*
6460  * returns [domain -> range] -> range - domain
6461  */
6462 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6463         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6464 {
6465         int i, k;
6466         isl_space *dim;
6467         isl_basic_map *domain;
6468         int nparam, n;
6469         unsigned total;
6470
6471         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6472                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6473                         "domain and range don't match", goto error);
6474
6475         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6476         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6477
6478         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6479         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6480
6481         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6482         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6483         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6484
6485         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6486
6487         for (i = 0; i < n; ++i) {
6488                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6489                 if (k < 0)
6490                         goto error;
6491                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6492                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6493                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6494                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6495         }
6496
6497         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6498         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6499 error:
6500         isl_basic_map_free(bmap);
6501         return NULL;
6502 }
6503
6504 /*
6505  * returns [domain -> range] -> range - domain
6506  */
6507 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6508 {
6509         int i;
6510         isl_space *domain_dim;
6511
6512         if (!map)
6513                 return NULL;
6514
6515         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6516                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6517                         "domain and range don't match", goto error);
6518
6519         map = isl_map_cow(map);
6520         if (!map)
6521                 return NULL;
6522
6523         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6524         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6525         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6526         if (!map->dim)
6527                 goto error;
6528         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6529                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6530                 if (!map->p[i])
6531                         goto error;
6532         }
6533         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6534         return map;
6535 error:
6536         isl_map_free(map);
6537         return NULL;
6538 }
6539
6540 __isl_give struct isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6541 {
6542         struct isl_basic_map *bmap;
6543         unsigned nparam;
6544         unsigned dim;
6545         int i;
6546
6547         if (!dims)
6548                 return NULL;
6549
6550         nparam = dims->nparam;
6551         dim = dims->n_out;
6552         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6553         if (!bmap)
6554                 goto error;
6555
6556         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6557                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6558                 if (j < 0)
6559                         goto error;
6560                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6561                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6562                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6563         }
6564         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6565 error:
6566         isl_basic_map_free(bmap);
6567         return NULL;
6568 }
6569
6570 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6571 {
6572         if (!dim)
6573                 return NULL;
6574         if (dim->n_in != dim->n_out)
6575                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6576                         "number of input and output dimensions needs to be "
6577                         "the same", goto error);
6578         return basic_map_identity(dim);
6579 error:
6580         isl_space_free(dim);
6581         return NULL;
6582 }
6583
6584 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6585 {
6586         if (!model || !model->dim)
6587                 return NULL;
6588         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6589 }
6590
6591 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6592 {
6593         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6594 }
6595
6596 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6597 {
6598         if (!model || !model->dim)
6599                 return NULL;
6600         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6601 }
6602
6603 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6604 {
6605         if (!model || !model->dim)
6606                 return NULL;
6607         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6608 }
6609
6610 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6611 {
6612         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6613         isl_map *id;
6614         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6615         return isl_map_intersect_range(id, set);
6616 }
6617
6618 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6619  * values.
6620  */
6621 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6622         __isl_take isl_space *space)
6623 {
6624         int i;
6625         unsigned nparam;
6626         unsigned dim;
6627         struct isl_basic_set *bset;
6628
6629         if (!space)
6630                 return NULL;
6631         nparam = space->nparam;
6632         dim = space->n_out;
6633         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6634         if (!bset)
6635                 return NULL;
6636         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6637                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6638                 if (k < 0)
6639                         goto error;
6640                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6641                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6642         }
6643         return bset;
6644 error:
6645         isl_basic_set_free(bset);
6646         return NULL;
6647 }
6648
6649 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6650  */
6651 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6652         int pos)
6653 {
6654         int k;
6655         isl_basic_set *nonneg;
6656
6657         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6658         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6659         if (k < 0)
6660                 goto error;
6661         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6662         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6663
6664         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6665 error:
6666         isl_basic_set_free(nonneg);
6667         return NULL;
6668 }
6669
6670 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6671  */
6672 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6673 {
6674         int k;
6675         isl_basic_set *neg;
6676
6677         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6678         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6679         if (k < 0)
6680                 goto error;
6681         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6682         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6683         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6684
6685         return isl_basic_set_finalize(neg);
6686 error:
6687         isl_basic_set_free(neg);
6688         return NULL;
6689 }
6690
6691 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6692         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6693 {
6694         int i;
6695         isl_basic_set *nonneg;
6696         isl_basic_set *neg;
6697
6698         if (!set)
6699                 return NULL;
6700         if (n == 0)
6701                 return set;
6702
6703         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6704
6705         for (i = 0; i < n; ++i) {
6706                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6707                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6708                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6709                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6710
6711                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6712         }
6713
6714         return set;
6715 error:
6716         isl_set_free(set);
6717         return NULL;
6718 }
6719
6720 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6721         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6722         void *user)
6723 {
6724         isl_set *half;
6725
6726         if (!set)
6727                 return -1;
6728         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6729                 isl_set_free(set);
6730                 return 0;
6731         }
6732         if (first == len)
6733                 return fn(set, signs, user);
6734
6735         signs[first] = 1;
6736         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6737                                                         1 + first));
6738         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6739         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6740                 goto error;
6741
6742         signs[first] = -1;
6743         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6744                                                         1 + first));
6745         half = isl_set_intersect(half, set);
6746         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6747 error:
6748         isl_set_free(set);
6749         return -1;
6750 }
6751
6752 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6753  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6754  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6755  * to the sign of the corresponding variable.
6756  */
6757 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6758         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6759         void *user)
6760 {
6761         unsigned nparam;
6762         unsigned nvar;
6763         int *signs;
6764         int r;
6765
6766         if (!set)
6767                 return -1;
6768         if (isl_set_plain_is_empty(set))
6769                 return 0;
6770
6771         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6772         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
6773
6774         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
6775
6776         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
6777                             fn, user);
6778
6779         free(signs);
6780
6781         return r;
6782 }
6783
6784 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6785 {
6786         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6787 }
6788
6789 int isl_basic_map_is_subset(
6790                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6791 {
6792         int is_subset;
6793         struct isl_map *map1;
6794         struct isl_map *map2;
6795
6796         if (!bmap1 || !bmap2)
6797                 return -1;
6798
6799         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6800         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6801
6802         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6803
6804         isl_map_free(map1);
6805         isl_map_free(map2);
6806
6807         return is_subset;
6808 }
6809
6810 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6811         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
6812 {
6813         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
6814 }
6815
6816 int isl_basic_map_is_equal(
6817                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6818 {
6819         int is_subset;
6820
6821         if (!bmap1 || !bmap2)
6822                 return -1;
6823         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6824         if (is_subset != 1)
6825                 return is_subset;
6826         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6827         return is_subset;
6828 }
6829
6830 int isl_basic_set_is_equal(
6831                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6832 {
6833         return isl_basic_map_is_equal(
6834                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6835 }
6836
6837 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6838 {
6839         int i;
6840         int is_empty;
6841
6842         if (!map)
6843                 return -1;
6844         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6845                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6846                 if (is_empty < 0)
6847                         return -1;
6848                 if (!is_empty)
6849                         return 0;
6850         }
6851         return 1;
6852 }
6853
6854 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6855 {
6856         return map ? map->n == 0 : -1;
6857 }
6858
6859 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6860 {
6861         return isl_map_plain_is_empty(map);
6862 }
6863
6864 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6865 {
6866         return set ? set->n == 0 : -1;
6867 }
6868
6869 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6870 {
6871         return isl_set_plain_is_empty(set);
6872 }
6873
6874 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6875 {
6876         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6877 }
6878
6879 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6880 {
6881         if (!map1 || !map2)
6882                 return -1;
6883
6884         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
6885 }
6886
6887 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6888 {
6889         if (!set1 || !set2)
6890                 return -1;
6891
6892         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
6893 }
6894
6895 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6896 {
6897         int is_subset;
6898
6899         if (!map1 || !map2)
6900                 return -1;
6901         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6902         if (is_subset != 1)
6903                 return is_subset;
6904         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6905         return is_subset;
6906 }
6907
6908 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6909 {
6910         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
6911 }
6912
6913 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6914                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6915 {
6916         int is_subset;
6917
6918         if (!bmap1 || !bmap2)
6919                 return -1;
6920         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6921         if (is_subset != 1)
6922                 return is_subset;
6923         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6924         if (is_subset == -1)
6925                 return is_subset;
6926         return !is_subset;
6927 }
6928
6929 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6930 {
6931         int is_subset;
6932
6933         if (!map1 || !map2)
6934                 return -1;
6935         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6936         if (is_subset != 1)
6937                 return is_subset;
6938         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6939         if (is_subset == -1)
6940                 return is_subset;
6941         return !is_subset;
6942 }
6943
6944 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6945 {
6946         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6947 }
6948
6949 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6950 {
6951         if (!bmap)
6952                 return -1;
6953         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6954 }
6955
6956 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6957 {
6958         if (!bset)
6959                 return -1;
6960         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6961 }
6962
6963 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6964 {
6965         int i;
6966
6967         if (!map)
6968                 return -1;
6969
6970         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6971                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6972                 if (r < 0 || r)
6973                         return r;
6974         }
6975
6976         return 0;
6977 }
6978
6979 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6980 {
6981         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6982 }
6983
6984 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6985 {
6986         return isl_set_plain_is_universe(set);
6987 }
6988
6989 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6990 {
6991         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6992         struct isl_vec *sample = NULL;
6993         int empty;
6994         unsigned total;
6995
6996         if (!bmap)
6997                 return -1;
6998
6999         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7000                 return 1;
7001
7002         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7003                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7004                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7005                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7006                 isl_basic_map_free(copy);
7007                 return empty;
7008         }
7009
7010         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7011         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7012                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7013                 if (contains < 0)
7014                         return -1;
7015                 if (contains)
7016                         return 0;
7017         }
7018         isl_vec_free(bmap->sample);
7019         bmap->sample = NULL;
7020         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7021         if (!bset)
7022                 return -1;
7023         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7024         if (!sample)
7025                 return -1;
7026         empty = sample->size == 0;
7027         isl_vec_free(bmap->sample);
7028         bmap->sample = sample;
7029         if (empty)
7030                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7031
7032         return empty;
7033 }
7034
7035 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7036 {
7037         if (!bmap)
7038                 return -1;
7039         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7040 }
7041
7042 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7043 {
7044         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7045 }
7046
7047 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7048 {
7049         if (!bset)
7050                 return -1;
7051         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7052 }
7053
7054 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7055 {
7056         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7057 }
7058
7059 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7060 {
7061         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7062 }
7063
7064 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7065         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7066 {
7067         struct isl_map *map;
7068         if (!bmap1 || !bmap2)
7069                 goto error;
7070
7071         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7072
7073         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7074         if (!map)
7075                 goto error;
7076         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7077         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7078         return map;
7079 error:
7080         isl_basic_map_free(bmap1);
7081         isl_basic_map_free(bmap2);
7082         return NULL;
7083 }
7084
7085 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7086                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7087 {
7088         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7089                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7090                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7091 }
7092
7093 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7094 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7095 {
7096         int i;
7097         unsigned off;
7098
7099         if (!bmap)
7100                 return NULL;
7101
7102         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7103
7104         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7105                 int pos;
7106                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7107                         continue;
7108                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7109                                                             bmap->n_div-i);
7110                 if (pos == -1)
7111                         continue;
7112                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7113                 --i;
7114         }
7115         return bmap;
7116 }
7117
7118 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7119 {
7120         return (struct isl_basic_set *)
7121                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7122 }
7123
7124 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7125 {
7126         int i;
7127
7128         if (!map)
7129                 return 0;
7130
7131         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7132                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7133                 if (!map->p[i])
7134                         goto error;
7135         }
7136
7137         return map;
7138 error:
7139         isl_map_free(map);
7140         return NULL;
7141 }
7142
7143 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7144  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7145  * list of divs is given by "div".
7146  */
7147 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7148         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7149 {
7150         int i, j;
7151         int n_div;
7152
7153         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7154         if (!bset || !div)
7155                 goto error;
7156
7157         if (div->n_row < bset->n_div)
7158                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7159                         "not an expansion", goto error);
7160
7161         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7162                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7163                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7164
7165         n_div = bset->n_div;
7166         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7167                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7168                         goto error;
7169
7170         j = n_div - 1;
7171         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7172                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7173                         if (i != j)
7174                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7175                         j--;
7176                 } else {
7177                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7178                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7179                                 goto error;
7180                 }
7181         }
7182
7183         isl_mat_free(div);
7184         return bset;
7185 error:
7186         isl_basic_set_free(bset);
7187         isl_mat_free(div);
7188         return NULL;
7189 }
7190
7191 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7192  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7193  * 
7194  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7195  * of the corresponding div in dst otherwise.
7196  */
7197 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7198                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7199 {
7200         int i;
7201
7202         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7203
7204         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7205         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7206                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7207                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7208                                                 dst->n_div - div) == -1)
7209                         return i;
7210         return -1;
7211 }
7212
7213 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7214                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7215 {
7216         int i;
7217         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7218
7219         if (!dst || !src)
7220                 goto error;
7221
7222         if (src->n_div == 0)
7223                 return dst;
7224
7225         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7226                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7227
7228         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7229         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7230         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7231                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7232         if (!dst)
7233                 return NULL;
7234         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7235                 int j = find_div(dst, src, i);
7236                 if (j < 0) {
7237                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7238                         if (j < 0)
7239                                 goto error;
7240                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7241                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7242                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7243                                 goto error;
7244                 }
7245                 if (j != i)
7246                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7247         }
7248         return dst;
7249 error:
7250         isl_basic_map_free(dst);
7251         return NULL;
7252 }
7253
7254 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7255                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7256 {
7257         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7258                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7259 }
7260
7261 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7262 {
7263         int i;
7264
7265         if (!map)
7266                 return NULL;
7267         if (map->n == 0)
7268                 return map;
7269         map = isl_map_compute_divs(map);
7270         map = isl_map_cow(map);
7271         if (!map)
7272                 return NULL;
7273
7274         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7275                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7276         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7277                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7278
7279         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7280         return map;
7281 }
7282
7283 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7284 {
7285         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7286 }
7287
7288 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7289         __isl_take isl_map *map)
7290 {
7291         if (!set || !map)
7292                 goto error;
7293         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7294         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7295         set = isl_map_range(map);
7296         return set;
7297 error:
7298         isl_set_free(set);
7299         isl_map_free(map);
7300         return NULL;
7301 }
7302
7303 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7304         __isl_take isl_map *map)
7305 {
7306         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7307 }
7308
7309 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7310  * the meaning of the set.
7311  */
7312 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7313 {
7314         int i;
7315
7316         if (!map)
7317                 return NULL;
7318
7319         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7320                 remove_if_empty(map, i);
7321
7322         return map;
7323 }
7324
7325 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7326 {
7327         return (struct isl_set *)
7328                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7329 }
7330
7331 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7332 {
7333         struct isl_basic_map *bmap;
7334         if (!map || map->n == 0)
7335                 return NULL;
7336         bmap = map->p[map->n-1];
7337         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7338         return isl_basic_map_copy(bmap);
7339 }
7340
7341 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7342 {
7343         return (struct isl_basic_set *)
7344                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7345 }
7346
7347 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7348                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7349 {
7350         int i;
7351
7352         if (!map || !bmap)
7353                 goto error;
7354         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7355                 if (map->p[i] != bmap)
7356                         continue;
7357                 map = isl_map_cow(map);
7358                 if (!map)
7359                         goto error;
7360                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7361                 if (i != map->n-1) {
7362                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7363                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7364                 }
7365                 map->n--;
7366                 return map;
7367         }
7368         return map;
7369 error:
7370         isl_map_free(map);
7371         return NULL;
7372 }
7373
7374 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7375                                                 struct isl_basic_set *bset)
7376 {
7377         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7378                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7379 }
7380
7381 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7382  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7383  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7384  */
7385 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7386         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7387         int pos, isl_int *opt)
7388 {
7389         isl_space *dims;
7390         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7391         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7392         struct isl_ctx *ctx;
7393         struct isl_vec *obj;
7394         unsigned total;
7395         unsigned nparam;
7396         unsigned dim1, dim2;
7397         enum isl_lp_result res;
7398
7399         if (!bset1 || !bset2)
7400                 return isl_lp_error;
7401
7402         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7403         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7404         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7405         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7406         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7407         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7408         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7409         if (!bmap1 || !bmap2)
7410                 goto error;
7411         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7412         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7413                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7414                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7415         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7416         if (!bmap1)
7417                 goto error;
7418         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7419         ctx = bmap1->ctx;
7420         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7421         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7422         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7423         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7424         if (!obj)
7425                 goto error;
7426         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7427                                         opt, NULL, NULL);
7428         isl_basic_map_free(bmap1);
7429         isl_vec_free(obj);
7430         return res;
7431 error:
7432         isl_basic_map_free(bmap1);
7433         isl_basic_map_free(bmap2);
7434         return isl_lp_error;
7435 }
7436
7437 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7438  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7439  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7440  * smaller or larger than those in bset2.
7441  *
7442  * Returns
7443  *       1 if bset1 follows bset2
7444  *      -1 if bset1 precedes bset2
7445  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7446  *      -2 if some error occurred.
7447  */
7448 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7449         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7450 {
7451         isl_int opt;
7452         enum isl_lp_result res;
7453         int cmp;
7454
7455         isl_int_init(opt);
7456
7457         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7458
7459         if (res == isl_lp_empty)
7460                 cmp = 0;
7461         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7462                   res == isl_lp_unbounded)
7463                 cmp = 1;
7464         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7465                 cmp = -1;
7466         else
7467                 cmp = -2;
7468
7469         isl_int_clear(opt);
7470         return cmp;
7471 }
7472
7473 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7474  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7475  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7476  * than a value of the same dimension in bset2.
7477  *
7478  * Return
7479  *       1 if there exists such a pair
7480  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7481  *      -1 otherwise
7482  *      -2 if some error occurred.
7483  */
7484 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7485         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7486 {
7487         isl_int opt;
7488         enum isl_lp_result res;
7489         int cmp;
7490
7491         isl_int_init(opt);
7492
7493         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7494
7495         if (res == isl_lp_empty)
7496                 cmp = -1;
7497         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7498                   res == isl_lp_unbounded)
7499                 cmp = 1;
7500         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7501                 cmp = -1;
7502         else if (res == isl_lp_ok)
7503                 cmp = 0;
7504         else
7505                 cmp = -2;
7506
7507         isl_int_clear(opt);
7508         return cmp;
7509 }
7510
7511 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7512  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7513  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7514  * than a value of the same dimension in set2.
7515  *
7516  * Return
7517  *       1 if there exists such a pair
7518  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7519  *      -1 otherwise
7520  *      -2 if some error occurred.
7521  */
7522 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7523         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7524 {
7525         int i, j;
7526         int follows = -1;
7527
7528         if (!set1 || !set2)
7529                 return -2;
7530
7531         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7532                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7533                         int f;
7534                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7535                         if (f == 1 || f == -2)
7536                                 return f;
7537                         if (f > follows)
7538                                 follows = f;
7539                 }
7540
7541         return follows;
7542 }
7543
7544 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7545         unsigned pos, isl_int *val)
7546 {
7547         int i;
7548         int d;
7549         unsigned total;
7550
7551         if (!bmap)
7552                 return -1;
7553         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7554         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7555                 for (; d+1 > pos; --d)
7556                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7557                                 break;
7558                 if (d != pos)
7559                         continue;
7560                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7561                         return 0;
7562                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7563                         return 0;
7564                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7565                         return 0;
7566                 if (val)
7567                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7568                 return 1;
7569         }
7570         return 0;
7571 }
7572
7573 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7574         unsigned pos, isl_int *val)
7575 {
7576         int i;
7577         isl_int v;
7578         isl_int tmp;
7579         int fixed;
7580
7581         if (!map)
7582                 return -1;
7583         if (map->n == 0)
7584                 return 0;
7585         if (map->n == 1)
7586                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7587         isl_int_init(v);
7588         isl_int_init(tmp);
7589         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
7590         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7591                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
7592                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7593                         fixed = 0;
7594         }
7595         if (val)
7596                 isl_int_set(*val, v);
7597         isl_int_clear(tmp);
7598         isl_int_clear(v);
7599         return fixed;
7600 }
7601
7602 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7603         unsigned pos, isl_int *val)
7604 {
7605         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7606                                                 pos, val);
7607 }
7608
7609 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7610         isl_int *val)
7611 {
7612         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7613 }
7614
7615 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7616         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7617 {
7618         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7619                 return -1;
7620         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7621                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7622 }
7623
7624 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7625         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7626 {
7627         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7628                 return -1;
7629         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7630                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7631 }
7632
7633 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7634         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7635 {
7636         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
7637 }
7638
7639 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7640         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7641 {
7642         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7643 }
7644
7645 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7646  * then return this fixed value in *val.
7647  */
7648 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7649         unsigned dim, isl_int *val)
7650 {
7651         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7652                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7653 }
7654
7655 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7656  * then return this fixed value in *val.
7657  */
7658 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7659         unsigned dim, isl_int *val)
7660 {
7661         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7662 }
7663
7664 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7665         unsigned dim, isl_int *val)
7666 {
7667         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7668 }
7669
7670 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7671  * then return this fixed value in *val.
7672  */
7673 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7674         unsigned in, isl_int *val)
7675 {
7676         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7677 }
7678
7679 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7680  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7681  */
7682 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7683         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7684 {
7685         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7686         isl_int *c;
7687         unsigned total;
7688         unsigned nparam;
7689
7690         if (!bset)
7691                 return -1;
7692         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7693         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7694         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7695                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7696                         continue;
7697                 if (i_eq != -1)
7698                         return 0;
7699                 i_eq = i;
7700         }
7701         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7702                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7703                         continue;
7704                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7705                         return 0;
7706                 i_ineq = i;
7707         }
7708         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7709                 return 0;
7710         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7711         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7712         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7713                 return 0;
7714         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7715                 return 0;
7716         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7717                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7718                 return 0;
7719         if (val)
7720                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7721         return 1;
7722 }
7723
7724 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7725         unsigned dim, isl_int *val)
7726 {
7727         int i;
7728         isl_int v;
7729         isl_int tmp;
7730         int fixed;
7731
7732         if (!set)
7733                 return -1;
7734         if (set->n == 0)
7735                 return 0;
7736         if (set->n == 1)
7737                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7738                                                                 dim, val);
7739         isl_int_init(v);
7740         isl_int_init(tmp);
7741         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7742                                                                 dim, &v);
7743         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7744                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7745                                                                 dim, &tmp);
7746                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7747                         fixed = 0;
7748         }
7749         if (val)
7750                 isl_int_set(*val, v);
7751         isl_int_clear(tmp);
7752         isl_int_clear(v);
7753         return fixed;
7754 }
7755
7756 struct constraint {
7757         unsigned        size;
7758         isl_int         *c;
7759 };
7760
7761 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
7762  * variables sorting first.
7763  */
7764 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
7765 {
7766         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
7767         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
7768         int l1, l2;
7769         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
7770
7771         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
7772         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
7773
7774         if (l1 != l2)
7775                 return l1 - l2;
7776
7777         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
7778 }
7779
7780 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
7781         struct isl_basic_map *bmap)
7782 {
7783         int i;
7784         struct constraint *c;
7785         unsigned total;
7786
7787         if (!bmap)
7788                 return NULL;
7789         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7790         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
7791         if (!c)
7792                 goto error;
7793         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7794                 c[i].size = total;
7795                 c[i].c = bmap->ineq[i];
7796         }
7797         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7798         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7799                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7800         free(c);
7801         return bmap;
7802 error:
7803         isl_basic_map_free(bmap);
7804         return NULL;
7805 }
7806
7807 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7808         __isl_take isl_basic_set *bset)
7809 {
7810         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7811                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7812 }
7813
7814 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7815 {
7816         if (!bmap)
7817                 return NULL;
7818         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7819                 return bmap;
7820         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7821         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7822         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7823         return bmap;
7824 }
7825
7826 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7827 {
7828         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7829                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7830 }
7831
7832 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7833         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7834 {
7835         int i, cmp;
7836         unsigned total;
7837
7838         if (bmap1 == bmap2)
7839                 return 0;
7840         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7841             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7842                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7843         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7844                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7845         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7846                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7847         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7848                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7849         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7850             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7851                 return 0;
7852         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7853                 return 1;
7854         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7855                 return -1;
7856         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7857                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7858         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7859                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7860         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7861                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7862         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7863         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7864                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7865                 if (cmp)
7866                         return cmp;
7867         }
7868         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7869                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7870                 if (cmp)
7871                         return cmp;
7872         }
7873         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7874                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7875                 if (cmp)
7876                         return cmp;
7877         }
7878         return 0;
7879 }
7880
7881 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
7882         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7883 {
7884         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
7885 }
7886
7887 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
7888         const __isl_keep isl_set *set2)
7889 {
7890         int i, cmp;
7891
7892         if (set1 == set2)
7893                 return 0;
7894         if (set1->n != set2->n)
7895                 return set1->n - set2->n;
7896
7897         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
7898                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
7899                 if (cmp)
7900                         return cmp;
7901         }
7902
7903         return 0;
7904 }
7905
7906 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7907         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7908 {
7909         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7910 }
7911
7912 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7913         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7914 {
7915         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7916                                             (isl_basic_map *)bset2);
7917 }
7918
7919 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7920 {
7921         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7922         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7923
7924         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7925 }
7926
7927 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7928  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7929  * meaning of any possible other copies of map.
7930  */
7931 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7932 {
7933         int i, j;
7934         struct isl_basic_map *bmap;
7935
7936         if (!map)
7937                 return NULL;
7938         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7939                 return map;
7940         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7941                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7942                 if (!bmap)
7943                         goto error;
7944                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7945                 map->p[i] = bmap;
7946         }
7947         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7948         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7949         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7950         if (!map)
7951                 return NULL;
7952         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7953                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7954                         continue;
7955                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7956                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7957                         map->p[j-1] = map->p[j];
7958                 map->n--;
7959         }
7960         return map;
7961 error:
7962         isl_map_free(map);
7963         return NULL;
7964
7965 }
7966
7967 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7968 {
7969         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7970 }
7971
7972 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7973 {
7974         int i;
7975         int equal;
7976
7977         if (!map1 || !map2)
7978                 return -1;
7979
7980         if (map1 == map2)
7981                 return 1;
7982         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
7983                 return 0;
7984
7985         map1 = isl_map_copy(map1);
7986         map2 = isl_map_copy(map2);
7987         map1 = isl_map_normalize(map1);
7988         map2 = isl_map_normalize(map2);
7989         if (!map1 || !map2)
7990                 goto error;
7991         equal = map1->n == map2->n;
7992         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7993                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7994                 if (equal < 0)
7995                         goto error;
7996         }
7997         isl_map_free(map1);
7998         isl_map_free(map2);
7999         return equal;
8000 error:
8001         isl_map_free(map1);
8002         isl_map_free(map2);
8003         return -1;
8004 }
8005
8006 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8007 {
8008         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8009 }
8010
8011 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8012 {
8013         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8014                                                 (struct isl_map *)set2);
8015 }
8016
8017 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8018 {
8019         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8020 }
8021
8022 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8023  */
8024 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8025         isl_int min, isl_int max)
8026 {
8027         int k;
8028         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8029
8030         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8031         if (!bset)
8032                 goto error;
8033
8034         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8035         if (k < 0)
8036                 goto error;
8037         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8038         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8039
8040         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8041         if (k < 0)
8042                 goto error;
8043         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8044         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8045
8046         return bset;
8047 error:
8048         isl_basic_set_free(bset);
8049         return NULL;
8050 }
8051
8052 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8053  */
8054 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8055         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8056 {
8057         int i;
8058         unsigned dim;
8059         unsigned nparam;
8060         unsigned extra;
8061         unsigned n_eq;
8062         unsigned n_ineq;
8063         struct isl_basic_set *product = NULL;
8064
8065         if (!list)
8066                 goto error;
8067         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8068         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8069         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8070         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8071         extra = list->p[0]->n_div;
8072         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8073         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8074         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8075                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8076                 isl_assert(list->ctx,
8077                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8078                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8079                 extra += list->p[i]->n_div;
8080                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8081                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8082         }
8083         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8084                                         n_eq, n_ineq);
8085         if (!product)
8086                 goto error;
8087         dim = 0;
8088         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8089                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8090                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8091                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8092         }
8093         isl_basic_set_list_free(list);
8094         return product;
8095 error:
8096         isl_basic_set_free(product);
8097         isl_basic_set_list_free(list);
8098         return NULL;
8099 }
8100
8101 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8102                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8103 {
8104         isl_space *dim_result = NULL;
8105         struct isl_basic_map *bmap;
8106         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8107         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8108
8109         if (!bmap1 || !bmap2)
8110                 goto error;
8111
8112         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8113                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8114         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8115                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8116
8117         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8118         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8119         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8120         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8121         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8122
8123         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8124         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8125         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8126         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8127         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8128         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8129         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8130         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8131         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8132         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8133         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8134
8135         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8136                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8137                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8138                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8139         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8140         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8141         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8142         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8143 error:
8144         isl_basic_map_free(bmap1);
8145         isl_basic_map_free(bmap2);
8146         return NULL;
8147 }
8148
8149 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8150         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8151 {
8152         isl_basic_map *prod;
8153
8154         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8155         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8156         return prod;
8157 }
8158
8159 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8160         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8161 {
8162         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8163 }
8164
8165 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8166         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8167 {
8168         isl_space *space_result = NULL;
8169         isl_basic_map *bmap;
8170         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8171         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8172
8173         if (!bmap1 || !bmap2)
8174                 goto error;
8175
8176         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8177                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8178
8179         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8180         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8181         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8182         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8183
8184         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8185         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8186         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8187         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8188         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8189         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8190         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8191         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8192         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8193         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8194         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8195
8196         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8197                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8198                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8199                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8200         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8201         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8202         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8203         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8204 error:
8205         isl_basic_map_free(bmap1);
8206         isl_basic_map_free(bmap2);
8207         return NULL;
8208 }
8209
8210 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8211         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8212 {
8213         isl_space *dim_result = NULL;
8214         isl_basic_map *bmap;
8215         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8216         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8217
8218         if (!bmap1 || !bmap2)
8219                 goto error;
8220
8221         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8222                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8223
8224         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8225         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8226         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8227         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8228
8229         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8230         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8231         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8232         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8233         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8234         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8235         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8236         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8237         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8238         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8239         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8240
8241         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8242                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8243                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8244                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8245         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8246         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8247         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8248         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8249 error:
8250         isl_basic_map_free(bmap1);
8251         isl_basic_map_free(bmap2);
8252         return NULL;
8253 }
8254
8255 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8256         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8257 {
8258         isl_basic_map *prod;
8259
8260         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8261         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8262         return prod;
8263 }
8264
8265 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8266         __isl_take isl_map *map2,
8267         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8268                                            __isl_take isl_space *right),
8269         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8270                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8271 {
8272         unsigned flags = 0;
8273         struct isl_map *result;
8274         int i, j;
8275
8276         if (!map1 || !map2)
8277                 goto error;
8278
8279         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8280                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8281
8282         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8283             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8284                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8285
8286         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8287                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8288                                 map1->n * map2->n, flags);
8289         if (!result)
8290                 goto error;
8291         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8292                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8293                         struct isl_basic_map *part;
8294                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8295                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8296                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8297                                 isl_basic_map_free(part);
8298                         else
8299                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8300                         if (!result)
8301                                 goto error;
8302                 }
8303         isl_map_free(map1);
8304         isl_map_free(map2);
8305         return result;
8306 error:
8307         isl_map_free(map1);
8308         isl_map_free(map2);
8309         return NULL;
8310 }
8311
8312 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8313  */
8314 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8315         __isl_take isl_map *map2)
8316 {
8317         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8318 }
8319
8320 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8321         __isl_take isl_map *map2)
8322 {
8323         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8324 }
8325
8326 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8327  */
8328 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8329         __isl_take isl_map *map2)
8330 {
8331         isl_map *prod;
8332
8333         prod = isl_map_product(map1, map2);
8334         prod = isl_map_flatten(prod);
8335         return prod;
8336 }
8337
8338 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8339  */
8340 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8341 {
8342         return isl_map_range_product(set1, set2);
8343 }
8344
8345 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8346         __isl_take isl_set *set2)
8347 {
8348         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8349 }
8350
8351 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8352  */
8353 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8354         __isl_take isl_map *map2)
8355 {
8356         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8357                                 &isl_basic_map_domain_product);
8358 }
8359
8360 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8361  */
8362 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8363         __isl_take isl_map *map2)
8364 {
8365         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8366                                 &isl_basic_map_range_product);
8367 }
8368
8369 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8370         __isl_take isl_map *map2)
8371 {
8372         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8373                                                 &map_domain_product_aligned);
8374 }
8375
8376 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8377         __isl_take isl_map *map2)
8378 {
8379         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8380                                                 &map_range_product_aligned);
8381 }
8382
8383 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8384  */
8385 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8386         __isl_take isl_map *map2)
8387 {
8388         isl_map *prod;
8389
8390         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8391         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8392         return prod;
8393 }
8394
8395 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8396  */
8397 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8398         __isl_take isl_map *map2)
8399 {
8400         isl_map *prod;
8401
8402         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8403         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8404         return prod;
8405 }
8406
8407 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8408 {
8409         int i;
8410         uint32_t hash = isl_hash_init();
8411         unsigned total;
8412
8413         if (!bmap)
8414                 return 0;
8415         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8416         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8417         if (!bmap)
8418                 return 0;
8419         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8420         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8421         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8422                 uint32_t c_hash;
8423                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8424                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8425         }
8426         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8427         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8428                 uint32_t c_hash;
8429                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8430                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8431         }
8432         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8433         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8434                 uint32_t c_hash;
8435                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8436                         continue;
8437                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8438                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8439                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8440         }
8441         isl_basic_map_free(bmap);
8442         return hash;
8443 }
8444
8445 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8446 {
8447         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8448 }
8449
8450 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8451 {
8452         int i;
8453         uint32_t hash;
8454
8455         if (!map)
8456                 return 0;
8457         map = isl_map_copy(map);
8458         map = isl_map_normalize(map);
8459         if (!map)
8460                 return 0;
8461
8462         hash = isl_hash_init();
8463         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8464                 uint32_t bmap_hash;
8465                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8466                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8467         }
8468                 
8469         isl_map_free(map);
8470
8471         return hash;
8472 }
8473
8474 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8475 {
8476         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8477 }
8478
8479 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8480  * by the values of the other parameters and variables.
8481  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8482  */
8483 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8484 {
8485         int i;
8486         unsigned nparam;
8487
8488         if (!bset)
8489                 return -1;
8490         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8491         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8492                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8493                         return 1;
8494         return 0;
8495 }
8496
8497 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8498  * by the values of the other parameters and variables.
8499  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8500  * for each of the subsets.
8501  */
8502 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8503 {
8504         int i;
8505
8506         if (!set)
8507                 return -1;
8508         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8509                 int unique;
8510                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8511                 if (unique != 1)
8512                         return unique;
8513         }
8514         return 1;
8515 }
8516
8517 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8518 {
8519         return set ? set->n : 0;
8520 }
8521
8522 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8523         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8524 {
8525         int i;
8526
8527         if (!map)
8528                 return -1;
8529
8530         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8531                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8532                         return -1;
8533
8534         return 0;
8535 }
8536
8537 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8538         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8539 {
8540         int i;
8541
8542         if (!set)
8543                 return -1;
8544
8545         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8546                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8547                         return -1;
8548
8549         return 0;
8550 }
8551
8552 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8553 {
8554         isl_space *dim;
8555
8556         if (!bset)
8557                 return NULL;
8558
8559         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8560         if (!bset)
8561                 return NULL;
8562
8563         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8564         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8565         if (!dim)
8566                 goto error;
8567         isl_space_free(bset->dim);
8568         bset->dim = dim;
8569         bset->extra -= bset->n_div;
8570         bset->n_div = 0;
8571
8572         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8573
8574         return bset;
8575 error:
8576         isl_basic_set_free(bset);
8577         return NULL;
8578 }
8579
8580 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8581 {
8582         int i;
8583         isl_space *dim;
8584         unsigned n_div;
8585
8586         set = isl_set_align_divs(set);
8587
8588         if (!set)
8589                 return NULL;
8590
8591         set = isl_set_cow(set);
8592         if (!set)
8593                 return NULL;
8594
8595         n_div = set->p[0]->n_div;
8596         dim = isl_set_get_space(set);
8597         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8598         if (!dim)
8599                 goto error;
8600         isl_space_free(set->dim);
8601         set->dim = dim;
8602
8603         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8604                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8605                 if (!set->p[i])
8606                         goto error;
8607         }
8608
8609         return set;
8610 error:
8611         isl_set_free(set);
8612         return NULL;
8613 }
8614
8615 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8616 {
8617         isl_space *dim;
8618         struct isl_basic_map *bmap;
8619         unsigned n_set;
8620         unsigned n_div;
8621         unsigned n_param;
8622         unsigned total;
8623         int i, k, l;
8624
8625         set = isl_set_align_divs(set);
8626
8627         if (!set)
8628                 return NULL;
8629
8630         dim = isl_set_get_space(set);
8631         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8632                 isl_set_free(set);
8633                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8634         }
8635
8636         n_div = set->p[0]->n_div;
8637         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8638         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8639         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8640         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8641         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8642         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8643                 bmap = var_equal(bmap, i);
8644
8645         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8646         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8647                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8648                 if (k < 0)
8649                         goto error;
8650                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8651                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8652                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8653                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8654                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8655                             set->p[0]->div[i][0]);
8656
8657                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8658                 if (l < 0)
8659                         goto error;
8660                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8661                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8662                             set->p[0]->div[i][0]);
8663                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8664         }
8665
8666         isl_set_free(set);
8667         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8668         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8669         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8670 error:
8671         isl_set_free(set);
8672         isl_basic_map_free(bmap);
8673         return NULL;
8674 }
8675
8676 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8677 {
8678         unsigned dim;
8679         int size = 0;
8680
8681         if (!bset)
8682                 return -1;
8683
8684         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8685         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8686         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8687         size += bset->n_div * (2 + dim);
8688
8689         return size;
8690 }
8691
8692 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8693 {
8694         int i;
8695         int size = 0;
8696
8697         if (!set)
8698                 return -1;
8699
8700         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8701                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8702
8703         return size;
8704 }
8705
8706 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8707  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8708  */
8709 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8710         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8711 {
8712         int i;
8713
8714         if (!bmap)
8715                 return -1;
8716
8717         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8718
8719         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8720
8721         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8722                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8723                         continue;
8724                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8725                         return 1;
8726         }
8727
8728         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8729                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8730                         return 1;
8731
8732         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8733                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8734                 if (sgn > 0)
8735                         lower = 1;
8736                 if (sgn < 0)
8737                         upper = 1;
8738         }
8739
8740         return lower && upper;
8741 }
8742
8743 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8744         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8745 {
8746         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
8747 }
8748
8749 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8750         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8751 {
8752         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
8753 }
8754
8755 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8756         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8757 {
8758         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
8759 }
8760
8761 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
8762         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8763 {
8764         int i;
8765
8766         if (!map)
8767                 return -1;
8768
8769         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8770                 int bounded;
8771                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
8772                 if (bounded < 0 || !bounded)
8773                         return bounded;
8774         }
8775
8776         return 1;
8777 }
8778
8779 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
8780  * and a lower bound.
8781  */
8782 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
8783         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8784 {
8785         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
8786 }
8787
8788 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
8789         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
8790         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8791                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
8792 {
8793         int i;
8794
8795         if (!map)
8796                 return -1;
8797
8798         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8799                 int bounded;
8800                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
8801                 if (bounded < 0 || bounded)
8802                         return bounded;
8803         }
8804
8805         return 0;
8806 }
8807
8808 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
8809  */
8810 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8811         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8812 {
8813         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
8814 }
8815
8816 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
8817  */
8818 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
8819         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8820 {
8821         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
8822 }
8823
8824 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
8825  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
8826  * elements of the array "signs".
8827  * Sign
8828  *      1 means that the variable is non-negative
8829  *      -1 means that the variable is non-positive
8830  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
8831  */
8832 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8833         unsigned first, unsigned n, int *signs)
8834 {
8835         isl_vec *bound = NULL;
8836         struct isl_tab *tab = NULL;
8837         struct isl_tab_undo *snap;
8838         int i;
8839
8840         if (!bset || !signs)
8841                 return -1;
8842
8843         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
8844         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
8845         if (!bound || !tab)
8846                 goto error;
8847
8848         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
8849         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
8850
8851         snap = isl_tab_snap(tab);
8852         for (i = 0; i < n; ++i) {
8853                 int empty;
8854
8855                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
8856                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8857                         goto error;
8858                 empty = tab->empty;
8859                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8860                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8861                         goto error;
8862
8863                 if (empty) {
8864                         signs[i] = 1;
8865                         continue;
8866                 }
8867
8868                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
8869                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8870                         goto error;
8871                 empty = tab->empty;
8872                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8873                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8874                         goto error;
8875
8876                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
8877         }
8878
8879         isl_tab_free(tab);
8880         isl_vec_free(bound);
8881         return 0;
8882 error:
8883         isl_tab_free(tab);
8884         isl_vec_free(bound);
8885         return -1;
8886 }
8887
8888 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8889         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
8890 {
8891         if (!bset || !signs)
8892                 return -1;
8893         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
8894                 return -1);
8895
8896         first += pos(bset->dim, type) - 1;
8897         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
8898 }
8899
8900 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
8901  * In particular, for each output dimension, check that there is
8902  * an equality that defines the output dimension in terms of
8903  * earlier dimensions.
8904  */
8905 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8906 {
8907         int i, j;
8908         unsigned total;
8909         unsigned n_out;
8910         unsigned o_out;
8911
8912         if (!bmap)
8913                 return -1;
8914
8915         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
8916         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
8917         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8918
8919         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
8920                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
8921                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
8922                                 continue;
8923                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
8924                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
8925                                 break;
8926                 }
8927                 if (j >= bmap->n_eq)
8928                         return 0;
8929         }
8930
8931         return 1;
8932 }
8933
8934 /* Check if the given map is obviously single-valued.
8935  */
8936 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8937 {
8938         if (!map)
8939                 return -1;
8940         if (map->n == 0)
8941                 return 1;
8942         if (map->n >= 2)
8943                 return 0;
8944
8945         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
8946 }
8947
8948 /* Check if the given map is single-valued.
8949  * We simply compute
8950  *
8951  *      M \circ M^-1
8952  *
8953  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
8954  */
8955 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8956 {
8957         isl_space *dim;
8958         isl_map *test;
8959         isl_map *id;
8960         int sv;
8961
8962         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8963         if (sv < 0 || sv)
8964                 return sv;
8965
8966         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
8967         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
8968
8969         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
8970         id = isl_map_identity(dim);
8971
8972         sv = isl_map_is_subset(test, id);
8973
8974         isl_map_free(test);
8975         isl_map_free(id);
8976
8977         return sv;
8978 }
8979
8980 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8981 {
8982         int in;
8983
8984         map = isl_map_copy(map);
8985         map = isl_map_reverse(map);
8986         in = isl_map_is_single_valued(map);
8987         isl_map_free(map);
8988
8989         return in;
8990 }
8991
8992 /* Check if the given map is obviously injective.
8993  */
8994 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8995 {
8996         int in;
8997
8998         map = isl_map_copy(map);
8999         map = isl_map_reverse(map);
9000         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9001         isl_map_free(map);
9002
9003         return in;
9004 }
9005
9006 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9007 {
9008         int sv;
9009
9010         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9011         if (sv < 0 || !sv)
9012                 return sv;
9013
9014         return isl_map_is_injective(map);
9015 }
9016
9017 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9018 {
9019         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9020 }
9021
9022 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9023 {
9024         int ok;
9025         isl_set *delta;
9026
9027         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9028         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9029         isl_set_free(delta);
9030
9031         return ok;
9032 }
9033
9034 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9035 {
9036         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9037                 return 0;
9038         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9039                 return 0;
9040         return 1;
9041 }
9042
9043 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9044 {
9045         int i, j;
9046         unsigned nvar;
9047         unsigned ovar;
9048
9049         if (!bset)
9050                 return -1;
9051
9052         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9053                 return 0;
9054
9055         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9056         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9057         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9058                 int lower = 0, upper = 0;
9059                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9060                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9061                                 continue;
9062                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9063                                 return 0;
9064                         break;
9065                 }
9066                 if (i < bset->n_eq)
9067                         continue;
9068                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9069                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9070                                 continue;
9071                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9072                                 return 0;
9073                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9074                                 lower = 1;
9075                         else
9076                                 upper = 1;
9077                 }
9078                 if (!lower || !upper)
9079                         return 0;
9080         }
9081
9082         return 1;
9083 }
9084
9085 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9086 {
9087         if (!set)
9088                 return -1;
9089         if (set->n != 1)
9090                 return 0;
9091
9092         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9093 }
9094
9095 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9096 {
9097         if (!bset)
9098                 return -1;
9099         
9100         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9101 }
9102
9103 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9104 {
9105         if (!set)
9106                 return -1;
9107         
9108         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9109 }
9110
9111 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9112 {
9113         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9114         if (!bmap)
9115                 return NULL;
9116
9117         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9118         if (!bmap->dim)
9119                 goto error;
9120
9121         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9122
9123         return (isl_basic_set *)bmap;
9124 error:
9125         isl_basic_map_free(bmap);
9126         return NULL;
9127 }
9128
9129 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9130 {
9131         int i;
9132
9133         map = isl_map_cow(map);
9134         if (!map)
9135                 return NULL;
9136
9137         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9138                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9139                 if (!map->p[i])
9140                         goto error;
9141         }
9142         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9143         if (!map->dim)
9144                 goto error;
9145
9146         return (isl_set *)map;
9147 error:
9148         isl_map_free(map);
9149         return NULL;
9150 }
9151
9152 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9153 {
9154         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9155         if (!bset)
9156                 return NULL;
9157
9158         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9159         if (!bset->dim)
9160                 goto error;
9161
9162         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9163
9164         return (isl_basic_map *)bset;
9165 error:
9166         isl_basic_set_free(bset);
9167         return NULL;
9168 }
9169
9170 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9171 {
9172         int i;
9173
9174         if (!set)
9175                 return NULL;
9176
9177         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9178                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9179                         goto error);
9180
9181         set = isl_set_cow(set);
9182         if (!set)
9183                 return NULL;
9184
9185         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9186                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9187                 if (!set->p[i])
9188                         goto error;
9189         }
9190
9191         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9192         if (!set->dim)
9193                 goto error;
9194
9195         return (isl_map *)set;
9196 error:
9197         isl_set_free(set);
9198         return NULL;
9199 }
9200
9201 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9202         enum isl_dim_type type)
9203 {
9204         if (!bmap)
9205                 return NULL;
9206
9207         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9208                 return bmap;
9209
9210         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9211         if (!bmap)
9212                 return NULL;
9213
9214         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9215         if (!bmap->dim)
9216                 goto error;
9217
9218         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9219
9220         return bmap;
9221 error:
9222         isl_basic_map_free(bmap);
9223         return NULL;
9224 }
9225
9226 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9227         enum isl_dim_type type)
9228 {
9229         int i;
9230
9231         if (!map)
9232                 return NULL;
9233
9234         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9235                 return map;
9236
9237         map = isl_map_cow(map);
9238         if (!map)
9239                 return NULL;
9240
9241         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9242                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9243                 if (!map->p[i])
9244                         goto error;
9245         }
9246         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9247         if (!map->dim)
9248                 goto error;
9249
9250         return map;
9251 error:
9252         isl_map_free(map);
9253         return NULL;
9254 }
9255
9256 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9257 {
9258         if (!bmap)
9259                 return NULL;
9260
9261         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9262                 return bmap;
9263
9264         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9265         if (!bmap)
9266                 return NULL;
9267
9268         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9269         if (!bmap->dim)
9270                 goto error;
9271
9272         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9273
9274         return bmap;
9275 error:
9276         isl_basic_map_free(bmap);
9277         return NULL;
9278 }
9279
9280 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9281 {
9282         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9283 }
9284
9285 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9286         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9287 {
9288         if (!bmap)
9289                 return NULL;
9290
9291         if (!bmap->dim->nested[0])
9292                 return bmap;
9293
9294         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9295         if (!bmap)
9296                 return NULL;
9297
9298         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9299         if (!bmap->dim)
9300                 goto error;
9301
9302         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9303
9304         return bmap;
9305 error:
9306         isl_basic_map_free(bmap);
9307         return NULL;
9308 }
9309
9310 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9311         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9312 {
9313         if (!bmap)
9314                 return NULL;
9315
9316         if (!bmap->dim->nested[1])
9317                 return bmap;
9318
9319         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9320         if (!bmap)
9321                 return NULL;
9322
9323         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9324         if (!bmap->dim)
9325                 goto error;
9326
9327         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9328
9329         return bmap;
9330 error:
9331         isl_basic_map_free(bmap);
9332         return NULL;
9333 }
9334
9335 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9336 {
9337         int i;
9338
9339         if (!map)
9340                 return NULL;
9341
9342         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9343                 return map;
9344
9345         map = isl_map_cow(map);
9346         if (!map)
9347                 return NULL;
9348
9349         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9350                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9351                 if (!map->p[i])
9352                         goto error;
9353         }
9354         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9355         if (!map->dim)
9356                 goto error;
9357
9358         return map;
9359 error:
9360         isl_map_free(map);
9361         return NULL;
9362 }
9363
9364 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9365 {
9366         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9367 }
9368
9369 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9370 {
9371         isl_space *dim, *flat_dim;
9372         isl_map *map;
9373
9374         dim = isl_set_get_space(set);
9375         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9376         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9377         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9378
9379         return map;
9380 }
9381
9382 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9383 {
9384         int i;
9385
9386         if (!map)
9387                 return NULL;
9388
9389         if (!map->dim->nested[0])
9390                 return map;
9391
9392         map = isl_map_cow(map);
9393         if (!map)
9394                 return NULL;
9395
9396         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9397                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9398                 if (!map->p[i])
9399                         goto error;
9400         }
9401         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9402         if (!map->dim)
9403                 goto error;
9404
9405         return map;
9406 error:
9407         isl_map_free(map);
9408         return NULL;
9409 }
9410
9411 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9412 {
9413         int i;
9414
9415         if (!map)
9416                 return NULL;
9417
9418         if (!map->dim->nested[1])
9419                 return map;
9420
9421         map = isl_map_cow(map);
9422         if (!map)
9423                 return NULL;
9424
9425         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9426                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9427                 if (!map->p[i])
9428                         goto error;
9429         }
9430         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9431         if (!map->dim)
9432                 goto error;
9433
9434         return map;
9435 error:
9436         isl_map_free(map);
9437         return NULL;
9438 }
9439
9440 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9441  * and set the dimension specification to "dim".
9442  */
9443 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9444         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9445 {
9446         isl_basic_map *res;
9447         unsigned flags;
9448
9449         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9450         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9451                 goto error;
9452
9453         flags = bmap->flags;
9454         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9455         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9456         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9457         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9458                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9459         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9460         if (res)
9461                 res->flags = flags;
9462         res = isl_basic_map_finalize(res);
9463         return res;
9464 error:
9465         free(dim_map);
9466         isl_basic_map_free(bmap);
9467         isl_space_free(dim);
9468         return NULL;
9469 }
9470
9471 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9472  */
9473 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9474         __isl_take isl_reordering *r)
9475 {
9476         int i;
9477         struct isl_dim_map *dim_map;
9478
9479         map = isl_map_cow(map);
9480         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9481         if (!map || !r || !dim_map)
9482                 goto error;
9483
9484         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9485                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9486
9487                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9488
9489                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9490                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9491
9492                 if (!map->p[i])
9493                         goto error;
9494         }
9495
9496         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9497
9498         isl_reordering_free(r);
9499         free(dim_map);
9500         return map;
9501 error:
9502         free(dim_map);
9503         isl_map_free(map);
9504         isl_reordering_free(r);
9505         return NULL;
9506 }
9507
9508 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9509         __isl_take isl_reordering *r)
9510 {
9511         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9512 }
9513
9514 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9515         __isl_take isl_space *model)
9516 {
9517         isl_ctx *ctx;
9518
9519         if (!map || !model)
9520                 goto error;
9521
9522         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9523         if (!isl_space_has_named_params(model))
9524                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9525                         "model has unnamed parameters", goto error);
9526         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9527                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9528                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9529         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9530                 isl_reordering *exp;
9531
9532                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9533                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9534                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9535                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9536                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9537                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9538                 map = isl_map_realign(map, exp);
9539         }
9540
9541         isl_space_free(model);
9542         return map;
9543 error:
9544         isl_space_free(model);
9545         isl_map_free(map);
9546         return NULL;
9547 }
9548
9549 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9550         __isl_take isl_space *model)
9551 {
9552         return isl_map_align_params(set, model);
9553 }
9554
9555 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9556                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9557                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9558                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9559 {
9560         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9561         struct isl_mat *mat;
9562         int i, j, k;
9563         int pos;
9564
9565         if (!bmap)
9566                 return NULL;
9567         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9568                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9569         if (!mat)
9570                 return NULL;
9571         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9572                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9573                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9574                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9575                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9576                                             bmap->eq[i][off + k]);
9577                                 ++pos;
9578                         }
9579                 }
9580
9581         return mat;
9582 }
9583
9584 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9585                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9586                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9587                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9588 {
9589         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9590         struct isl_mat *mat;
9591         int i, j, k;
9592         int pos;
9593
9594         if (!bmap)
9595                 return NULL;
9596         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9597                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9598         if (!mat)
9599                 return NULL;
9600         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9601                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9602                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9603                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9604                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9605                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9606                                 ++pos;
9607                         }
9608                 }
9609
9610         return mat;
9611 }
9612
9613 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9614         __isl_take isl_space *dim,
9615         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9616         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9617         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9618 {
9619         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9620         isl_basic_map *bmap;
9621         unsigned total;
9622         unsigned extra;
9623         int i, j, k, l;
9624         int pos;
9625
9626         if (!dim || !eq || !ineq)
9627                 goto error;
9628
9629         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9630                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9631                         "equalities and inequalities matrices should have "
9632                         "same number of columns", goto error);
9633
9634         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9635
9636         if (eq->n_col < total)
9637                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9638                         "number of columns too small", goto error);
9639
9640         extra = eq->n_col - total;
9641
9642         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9643                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9644         if (!bmap)
9645                 goto error;
9646         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9647                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9648                 if (k < 0)
9649                         goto error;
9650                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
9651         }
9652         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
9653                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9654                 if (l < 0)
9655                         goto error;
9656                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9657                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9658                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9659                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
9660                                             eq->row[i][pos]);
9661                                 ++pos;
9662                         }
9663                 }
9664         }
9665         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
9666                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9667                 if (l < 0)
9668                         goto error;
9669                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9670                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9671                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9672                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
9673                                             ineq->row[i][pos]);
9674                                 ++pos;
9675                         }
9676                 }
9677         }
9678
9679         isl_space_free(dim);
9680         isl_mat_free(eq);
9681         isl_mat_free(ineq);
9682
9683         return bmap;
9684 error:
9685         isl_space_free(dim);
9686         isl_mat_free(eq);
9687         isl_mat_free(ineq);
9688         return NULL;
9689 }
9690
9691 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
9692         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9693         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9694 {
9695         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9696                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9697 }
9698
9699 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
9700         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9701         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9702 {
9703         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9704                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9705 }
9706
9707 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
9708         __isl_take isl_space *dim,
9709         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9710         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9711 {
9712         return (isl_basic_set*)
9713             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
9714                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9715 }
9716
9717 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9718 {
9719         if (!bmap)
9720                 return -1;
9721         
9722         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
9723 }
9724
9725 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
9726 {
9727         if (!map)
9728                 return -1;
9729         
9730         return isl_space_can_zip(map->dim);
9731 }
9732
9733 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
9734  * (A -> C) -> (B -> D).
9735  */
9736 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9737 {
9738         unsigned pos;
9739         unsigned n1;
9740         unsigned n2;
9741
9742         if (!bmap)
9743                 return NULL;
9744
9745         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
9746                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
9747                         "basic map cannot be zipped", goto error);
9748         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
9749                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
9750         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
9751         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
9752         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
9753         if (!bmap)
9754                 return NULL;
9755         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
9756         if (!bmap->dim)
9757                 goto error;
9758         return bmap;
9759 error:
9760         isl_basic_map_free(bmap);
9761         return NULL;
9762 }
9763
9764 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
9765  * (A -> C) -> (B -> D).
9766  */
9767 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
9768 {
9769         int i;
9770
9771         if (!map)
9772                 return NULL;
9773
9774         if (!isl_map_can_zip(map))
9775                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
9776                         goto error);
9777
9778         map = isl_map_cow(map);
9779         if (!map)
9780                 return NULL;
9781
9782         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9783                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
9784                 if (!map->p[i])
9785                         goto error;
9786         }
9787
9788         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
9789         if (!map->dim)
9790                 goto error;
9791
9792         return map;
9793 error:
9794         isl_map_free(map);
9795         return NULL;
9796 }
9797
9798 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
9799  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
9800  */
9801 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
9802 {
9803         int k;
9804         int pos;
9805         isl_local_space *ls;
9806         isl_basic_map *bmap;
9807
9808         if (!aff)
9809                 return NULL;
9810
9811         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
9812         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
9813         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
9814         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9815         if (k < 0)
9816                 goto error;
9817
9818         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9819         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
9820         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
9821         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
9822                     aff->v->size - (pos + 1));
9823
9824         isl_aff_free(aff);
9825         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9826         return bmap;
9827 error:
9828         isl_aff_free(aff);
9829         isl_basic_map_free(bmap);
9830         return NULL;
9831 }
9832
9833 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
9834  * to its range, with each dimension in the range equated to the
9835  * corresponding affine expression.
9836  */
9837 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
9838         __isl_take isl_multi_aff *maff)
9839 {
9840         int i;
9841         isl_space *space;
9842         isl_basic_map *bmap;
9843
9844         if (!maff)
9845                 return NULL;
9846
9847         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
9848                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
9849                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
9850
9851         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
9852         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
9853
9854         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
9855                 isl_aff *aff;
9856                 isl_basic_map *bmap_i;
9857
9858                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
9859                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
9860
9861                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
9862         }
9863
9864         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
9865
9866         isl_multi_aff_free(maff);
9867         return bmap;
9868 }
9869
9870 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
9871  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
9872  * where each coordinate in the range is prescribed by the
9873  * corresponding affine expression.
9874  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
9875  * domain_dim.
9876  */
9877 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
9878         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
9879 {
9880         int i;
9881         isl_space *dim;
9882         isl_basic_map *bmap;
9883
9884         if (!list)
9885                 return NULL;
9886
9887         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
9888         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
9889
9890         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
9891                 isl_aff *aff;
9892                 isl_basic_map *bmap_i;
9893
9894                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
9895                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
9896
9897                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
9898         }
9899
9900         isl_aff_list_free(list);
9901         return bmap;
9902 }
9903
9904 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
9905         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9906 {
9907         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
9908 }
9909
9910 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
9911  */
9912 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
9913         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9914 {
9915         isl_basic_map *bmap = NULL;
9916         int i;
9917
9918         if (!map)
9919                 return NULL;
9920
9921         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9922                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9923                         "index out of bounds", goto error);
9924         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9925                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9926                         "index out of bounds", goto error);
9927
9928         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
9929         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9930         if (i < 0)
9931                 goto error;
9932         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9933         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9934         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9935         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
9936         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9937         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9938
9939         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9940
9941         return map;
9942 error:
9943         isl_basic_map_free(bmap);
9944         isl_map_free(map);
9945         return NULL;
9946 }
9947
9948 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
9949  */
9950 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
9951         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9952 {
9953         isl_basic_map *bmap = NULL;
9954         int i;
9955
9956         if (!map)
9957                 return NULL;
9958
9959         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9960                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9961                         "index out of bounds", goto error);
9962         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9963                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9964                         "index out of bounds", goto error);
9965
9966         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
9967         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9968         if (i < 0)
9969                 goto error;
9970         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9971         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9972         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9973         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
9974         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9975         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9976
9977         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9978
9979         return map;
9980 error:
9981         isl_basic_map_free(bmap);
9982         isl_map_free(map);
9983         return NULL;
9984 }
9985
9986 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9987         int pos)
9988 {
9989         isl_aff *div;
9990         isl_local_space *ls;
9991
9992         if (!bmap)
9993                 return NULL;
9994
9995         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
9996                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
9997                         "some divs are unknown", return NULL);
9998
9999         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10000         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10001         isl_local_space_free(ls);
10002
10003         return div;
10004 }
10005
10006 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10007         int pos)
10008 {
10009         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10010 }
10011
10012 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10013  *
10014  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10015  *
10016  *      f/d
10017  *
10018  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10019  *
10020  *      floor((a i + g)/m)
10021  *
10022  * is replaced by
10023  *
10024  *      floor((a f + d g)/(m d))
10025  *
10026  * Constraints of the form
10027  *
10028  *      a i + g
10029  *
10030  * are replaced by
10031  *
10032  *      a f + d g
10033  */
10034 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10035         __isl_take isl_basic_set *bset,
10036         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10037 {
10038         int i;
10039         isl_int v;
10040         isl_ctx *ctx;
10041
10042         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10043                 return bset;
10044
10045         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10046         if (!bset || !subs)
10047                 goto error;
10048
10049         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10050         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10051                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10052                         "spaces don't match", goto error);
10053         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10054                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10055                         "cannot handle divs yet", goto error);
10056
10057         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10058
10059         isl_int_init(v);
10060
10061         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10062                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10063                         continue;
10064                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10065                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10066                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10067                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10068         }
10069
10070         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10071                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10072                         continue;
10073                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10074                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10075                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10076                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10077         }
10078
10079         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10080                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10081                         continue;
10082                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10083                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10084                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10085                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10086                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10087                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10088         }
10089
10090         isl_int_clear(v);
10091
10092         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10093         return isl_basic_set_finalize(bset);
10094 error:
10095         isl_basic_set_free(bset);
10096         return NULL;
10097 }
10098
10099 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10100  */
10101 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10102         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10103 {
10104         int i;
10105
10106         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10107                 return set;
10108
10109         set = isl_set_cow(set);
10110         if (!set || !subs)
10111                 goto error;
10112
10113         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10114                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10115                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10116                         goto error;
10117         }
10118
10119         return set;
10120 error:
10121         isl_set_free(set);
10122         return NULL;
10123 }