add isl_set_has_dim_name
[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 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5133                                         isl_int value)
5134 {
5135         int i;
5136
5137         set = isl_set_cow(set);
5138         if (!set)
5139                 return NULL;
5140
5141         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5142         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5143                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5144                 if (!set->p[i])
5145                         goto error;
5146         }
5147         return set;
5148 error:
5149         isl_set_free(set);
5150         return NULL;
5151 }
5152
5153 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5154 {
5155         int i;
5156
5157         map = isl_map_cow(map);
5158         if (!map)
5159                 return NULL;
5160
5161         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5162         if (!map->dim)
5163                 goto error;
5164         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5165                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5166                 if (!map->p[i])
5167                         goto error;
5168         }
5169         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5170         return map;
5171 error:
5172         isl_map_free(map);
5173         return NULL;
5174 }
5175
5176 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5177                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5178                 struct isl_set **empty, int max)
5179 {
5180         if (!bmap)
5181                 goto error;
5182         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5183                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5184         else
5185                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5186 error:
5187         isl_basic_map_free(bmap);
5188         isl_basic_set_free(dom);
5189         if (empty)
5190                 *empty = NULL;
5191         return NULL;
5192 }
5193
5194 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5195                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5196                 struct isl_set **empty)
5197 {
5198         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5199 }
5200
5201 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5202                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5203                 struct isl_set **empty)
5204 {
5205         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5206 }
5207
5208 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5209                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5210                 struct isl_set **empty)
5211 {
5212         return (struct isl_set *)
5213                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5214                         dom, empty);
5215 }
5216
5217 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5218                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5219                 struct isl_set **empty)
5220 {
5221         return (struct isl_set *)
5222                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5223                         dom, empty);
5224 }
5225
5226 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5227         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5228         __isl_give isl_set **empty)
5229 {
5230         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5231 }
5232
5233 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5234         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5235         __isl_give isl_set **empty)
5236 {
5237         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5238 }
5239
5240 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5241         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5242         __isl_give isl_set **empty)
5243 {
5244         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5245 }
5246
5247 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5248         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5249         __isl_give isl_set **empty)
5250 {
5251         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5252 }
5253
5254 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5255         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5256 {
5257         isl_basic_set *dom = NULL;
5258         isl_space *dom_space;
5259
5260         if (!bmap)
5261                 goto error;
5262         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5263         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5264         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5265 error:
5266         isl_basic_map_free(bmap);
5267         return NULL;
5268 }
5269
5270 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5271         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5272 {
5273         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5274 }
5275
5276 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
5277  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5278  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5279  *
5280  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
5281  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
5282  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
5283  * domain down into the parametric integer programming.
5284  */
5285 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
5286                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
5287                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5288 {
5289         int i;
5290         struct isl_map *res;
5291
5292         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
5293         if (!dom)
5294                 goto error;
5295
5296         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
5297                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
5298                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
5299                 isl_set_free(dom);
5300                 isl_basic_map_free(bmap);
5301                 return res;
5302         }
5303
5304         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5305                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
5306                 
5307         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
5308                 struct isl_map *res_i;
5309                 struct isl_set *empty_i;
5310
5311                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5312                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
5313
5314                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5315                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
5316         }
5317
5318         isl_set_free(dom);
5319         isl_basic_map_free(bmap);
5320         return res;
5321 error:
5322         *empty = NULL;
5323         isl_set_free(dom);
5324         isl_basic_map_free(bmap);
5325         return NULL;
5326 }
5327
5328 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5329  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5330  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5331  *
5332  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5333  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5334  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5335  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5336  * improve both "res" and "todo".
5337  *
5338  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5339  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5340  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5341  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5342  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5343  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5344  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5345  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5346  * for the ith basic map, i.e.,
5347  *
5348  *      todo^i = todo^k * todo_i
5349  *
5350  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5351  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5352  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5353  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5354  * the lexicographic order.)
5355  * In practice, we compute
5356  *
5357  *      res^k * (res_i . "<=")
5358  *
5359  * and
5360  *
5361  *      res_i * (res^k . "<")
5362  *
5363  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5364  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5365  * that one, i.e.,
5366  *
5367  *      res^k * todo_i
5368  * and
5369  *      res_i * todo^k
5370  *
5371  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5372  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5373  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5374  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5375  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5376  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5377  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5378  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5379  * the previous basic maps.
5380  */
5381 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5382                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5383                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5384 {
5385         int i;
5386         struct isl_map *res;
5387         struct isl_set *todo;
5388
5389         if (!map || !dom)
5390                 goto error;
5391
5392         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5393                 if (empty)
5394                         *empty = dom;
5395                 else
5396                         isl_set_free(dom);
5397                 return map;
5398         }
5399
5400         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5401                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5402
5403         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5404                 isl_map *lt, *le;
5405                 isl_map *res_i;
5406                 isl_set *todo_i;
5407                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5408
5409                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5410                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5411
5412                 if (max) {
5413                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5414                         le = isl_map_lex_le(dim);
5415                 } else {
5416                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5417                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5418                 }
5419                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5420                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5421                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5422                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5423
5424                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5425                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5426                                                         isl_set_copy(todo_i));
5427                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5428                                                         isl_set_copy(todo));
5429                 }
5430
5431                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5432                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5433                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5434
5435                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5436         }
5437
5438         isl_set_free(dom);
5439         isl_map_free(map);
5440
5441         if (empty)
5442                 *empty = todo;
5443         else
5444                 isl_set_free(todo);
5445
5446         return res;
5447 error:
5448         if (empty)
5449                 *empty = NULL;
5450         isl_set_free(dom);
5451         isl_map_free(map);
5452         return NULL;
5453 }
5454
5455 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5456  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5457  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5458  *
5459  * Align parameters if needed and then call isl_map_partial_lexopt_aligned.
5460  */
5461 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
5462                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5463                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5464 {
5465         if (!map || !dom)
5466                 goto error;
5467         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, dom->dim, isl_dim_param))
5468                 return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5469         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
5470             !isl_space_has_named_params(dom->dim))
5471                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5472                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
5473         map = isl_map_align_params(map, isl_map_get_space(dom));
5474         dom = isl_map_align_params(dom, isl_map_get_space(map));
5475         return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5476 error:
5477         if (empty)
5478                 *empty = NULL;
5479         isl_set_free(dom);
5480         isl_map_free(map);
5481         return NULL;
5482 }
5483
5484 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5485                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5486                 __isl_give isl_set **empty)
5487 {
5488         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5489 }
5490
5491 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5492                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5493                 __isl_give isl_set **empty)
5494 {
5495         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5496 }
5497
5498 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5499                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5500                 __isl_give isl_set **empty)
5501 {
5502         return (struct isl_set *)
5503                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5504                         dom, empty);
5505 }
5506
5507 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5508                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5509                 __isl_give isl_set **empty)
5510 {
5511         return (struct isl_set *)
5512                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5513                         dom, empty);
5514 }
5515
5516 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5517 {
5518         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5519         isl_space *dom_dim;
5520
5521         if (!bmap)
5522                 goto error;
5523         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5524         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5525         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5526 error:
5527         isl_basic_map_free(bmap);
5528         return NULL;
5529 }
5530
5531 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5532 {
5533         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5534 }
5535
5536 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5537 {
5538         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5539 }
5540
5541 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5542 {
5543         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5544 }
5545
5546 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5547 {
5548         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5549 }
5550
5551 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5552 {
5553         struct isl_set *dom = NULL;
5554         isl_space *dom_dim;
5555
5556         if (!map)
5557                 goto error;
5558         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(map->dim));
5559         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5560         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5561 error:
5562         isl_map_free(map);
5563         return NULL;
5564 }
5565
5566 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5567 {
5568         return isl_map_lexopt(map, 0);
5569 }
5570
5571 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5572 {
5573         return isl_map_lexopt(map, 1);
5574 }
5575
5576 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5577 {
5578         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5579 }
5580
5581 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5582 {
5583         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5584 }
5585
5586 /* Extract the first and only affine expression from list
5587  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5588  * This domain is known to be disjoint from other domains
5589  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
5590  */
5591 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5592         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5593 {
5594         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5595         isl_aff *aff;
5596         isl_pw_aff **pwaff = user;
5597         isl_pw_aff *pwaff_i;
5598
5599         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5600                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5601                         "expecting single element list", goto error);
5602
5603         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5604         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5605
5606         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5607
5608         isl_aff_list_free(list);
5609
5610         return 0;
5611 error:
5612         isl_basic_set_free(dom);
5613         isl_aff_list_free(list);
5614         return -1;
5615 }
5616
5617 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
5618  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
5619  *
5620  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
5621  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5622  */
5623 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
5624         int max)
5625 {
5626         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
5627         isl_pw_aff *pwaff;
5628         int r;
5629
5630         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
5631         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
5632         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5633
5634         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5635         if (r < 0)
5636                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5637
5638         return pwaff;
5639 }
5640
5641 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
5642  * as a function of the parameters and the input dimensions,
5643  * but independently of the other output dimensions.
5644  *
5645  * We first project out the other output dimension and then compute
5646  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
5647  * using isl_pw_aff_union_max.
5648  */
5649 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
5650         int max)
5651 {
5652         int i;
5653         isl_pw_aff *pwaff;
5654         unsigned n_out;
5655
5656         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
5657         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
5658         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
5659         if (!map)
5660                 return NULL;
5661
5662         if (map->n == 0) {
5663                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
5664                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
5665                 isl_map_free(map);
5666                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5667         }
5668
5669         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
5670         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5671                 isl_pw_aff *pwaff_i;
5672
5673                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
5674                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
5675         }
5676
5677         isl_map_free(map);
5678
5679         return pwaff;
5680 }
5681
5682 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
5683  * parameters and input dimensions, but independently of
5684  * the other output dimensions.
5685  */
5686 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
5687 {
5688         return map_dim_opt(map, pos, 1);
5689 }
5690
5691 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
5692  * as a function of the parameters,
5693  * but independently of the other set dimensions.
5694  */
5695 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
5696         int max)
5697 {
5698         return map_dim_opt(set, pos, max);
5699 }
5700
5701 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
5702  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5703  */
5704 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
5705 {
5706         return set_dim_opt(set, pos, 1);
5707 }
5708
5709 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
5710  * parameters, but independently of the other set dimensions.
5711  */
5712 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
5713 {
5714         return set_dim_opt(set, pos, 0);
5715 }
5716
5717 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
5718  * bset is assumed to have only parameters and divs.
5719  */
5720 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
5721         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
5722 {
5723         unsigned nparam;
5724
5725         if (!bset || !mat)
5726                 goto error;
5727
5728         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
5729         if (!bset->dim)
5730                 goto error;
5731
5732         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5733
5734         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5735
5736         bset->dim->nparam = 0;
5737         bset->dim->n_out = nparam;
5738         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
5739         if (bset) {
5740                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
5741                 bset->dim->n_out = 0;
5742         }
5743         return bset;
5744 error:
5745         isl_mat_free(mat);
5746         isl_basic_set_free(bset);
5747         return NULL;
5748 }
5749
5750 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
5751  * set is assumed to have only parameters and divs.
5752  */
5753 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
5754         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
5755 {
5756         isl_space *dim = NULL;
5757         unsigned nparam;
5758
5759         if (!set || !mat)
5760                 goto error;
5761
5762         dim = isl_space_copy(set->dim);
5763         dim = isl_space_cow(dim);
5764         if (!dim)
5765                 goto error;
5766
5767         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
5768
5769         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
5770
5771         dim->nparam = 0;
5772         dim->n_out = nparam;
5773         isl_set_reset_space(set, dim);
5774         set = isl_set_preimage(set, mat);
5775         if (!set)
5776                 goto error2;
5777         dim = isl_space_copy(set->dim);
5778         dim = isl_space_cow(dim);
5779         if (!dim)
5780                 goto error2;
5781         dim->nparam = dim->n_out;
5782         dim->n_out = 0;
5783         isl_set_reset_space(set, dim);
5784         return set;
5785 error:
5786         isl_space_free(dim);
5787         isl_mat_free(mat);
5788 error2:
5789         isl_set_free(set);
5790         return NULL;
5791 }
5792
5793 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
5794  * equalities in "eq".
5795  */
5796 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
5797         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
5798 {
5799         int i, k;
5800         unsigned len;
5801
5802         if (!bset || !eq)
5803                 goto error;
5804
5805         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
5806                                         eq->n_row, 0);
5807         if (!bset)
5808                 goto error;
5809
5810         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
5811         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
5812                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
5813                 if (k < 0)
5814                         goto error;
5815                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
5816                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
5817         }
5818         isl_mat_free(eq);
5819
5820         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5821         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5822
5823         return bset;
5824 error:
5825         isl_mat_free(eq);
5826         isl_basic_set_free(bset);
5827         return NULL;
5828 }
5829
5830 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
5831  * equalities in "eq".
5832  */
5833 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
5834         struct isl_mat *eq)
5835 {
5836         int i;
5837
5838         if (!set || !eq)
5839                 goto error;
5840
5841         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5842                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
5843                                         isl_mat_copy(eq));
5844                 if (!set->p[i])
5845                         goto error;
5846         }
5847         isl_mat_free(eq);
5848         return set;
5849 error:
5850         isl_mat_free(eq);
5851         isl_set_free(set);
5852         return NULL;
5853 }
5854
5855 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
5856  * new, explicit, existential variables in the constraints.
5857  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
5858  * The output has the same parameters, but only
5859  * explicit existentially quantified variables.
5860  *
5861  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
5862  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
5863  * among the parameters by performing a variable compression on
5864  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
5865  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
5866  */
5867 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
5868 {
5869         int i, j;
5870         struct isl_mat *eq;
5871         struct isl_mat *T, *T2;
5872         struct isl_set *set;
5873         unsigned nparam, n_div;
5874
5875         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5876         if (!bset)
5877                 return NULL;
5878
5879         if (bset->n_eq == 0)
5880                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5881
5882         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
5883
5884         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
5885         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
5886
5887         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
5888                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
5889                         ++i;
5890         }
5891         if (i == bset->n_eq)
5892                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
5893
5894         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
5895                 0, 1 + nparam);
5896         eq = isl_mat_cow(eq);
5897         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
5898         if (T && T->n_col == 0) {
5899                 isl_mat_free(T);
5900                 isl_mat_free(T2);
5901                 isl_mat_free(eq);
5902                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5903                 return isl_set_from_basic_set(bset);
5904         }
5905         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
5906
5907         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
5908         set = set_parameter_preimage(set, T2);
5909         set = set_append_equalities(set, eq);
5910         return set;
5911 }
5912
5913 /* Compute an explicit representation for all the existentially
5914  * quantified variables.
5915  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
5916  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
5917  * no input or output dimensions and the dimension specification
5918  * is reset to that of the input.
5919  */
5920 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5921 {
5922         struct isl_basic_set *bset;
5923         struct isl_set *set;
5924         struct isl_map *map;
5925         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
5926         unsigned         nparam;
5927         unsigned         n_in;
5928         unsigned         n_out;
5929
5930         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5931         if (!bmap)
5932                 return NULL;
5933
5934         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
5935         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
5936         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
5937         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
5938         if (!dim)
5939                 goto error;
5940
5941         orig_dim = bmap->dim;
5942         bmap->dim = dim;
5943         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
5944
5945         set = parameter_compute_divs(bset);
5946         map = (struct isl_map *)set;
5947         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
5948
5949         return map;
5950 error:
5951         isl_basic_map_free(bmap);
5952         return NULL;
5953 }
5954
5955 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
5956 {
5957         int i;
5958         unsigned off;
5959
5960         if (!bmap)
5961                 return -1;
5962
5963         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
5964         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
5965                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
5966                         return 0;
5967                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
5968                                 return -1);
5969         }
5970         return 1;
5971 }
5972
5973 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
5974 {
5975         int i;
5976
5977         if (!map)
5978                 return -1;
5979
5980         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5981                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
5982                 if (known <= 0)
5983                         return known;
5984         }
5985
5986         return 1;
5987 }
5988
5989 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
5990  * expressions for them.  However, this computation may be
5991  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
5992  * strictly needed.
5993  */
5994 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
5995 {
5996         int known;
5997         struct isl_map *map;
5998
5999         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6000         if (known < 0)
6001                 goto error;
6002         if (known)
6003                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6004
6005         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6006
6007         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6008         if (known < 0)
6009                 goto error;
6010         if (known)
6011                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6012
6013         map = compute_divs(bmap);
6014         return map;
6015 error:
6016         isl_basic_map_free(bmap);
6017         return NULL;
6018 }
6019
6020 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6021 {
6022         int i;
6023         int known;
6024         struct isl_map *res;
6025
6026         if (!map)
6027                 return NULL;
6028         if (map->n == 0)
6029                 return map;
6030
6031         known = map_divs_known(map);
6032         if (known < 0) {
6033                 isl_map_free(map);
6034                 return NULL;
6035         }
6036         if (known)
6037                 return map;
6038
6039         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6040         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6041                 struct isl_map *r2;
6042                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6043                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6044                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6045                 else
6046                         res = isl_map_union(res, r2);
6047         }
6048         isl_map_free(map);
6049
6050         return res;
6051 }
6052
6053 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6054 {
6055         return (struct isl_set *)
6056                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6057 }
6058
6059 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6060 {
6061         return (struct isl_set *)
6062                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6063 }
6064
6065 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6066 {
6067         int i;
6068         struct isl_set *set;
6069
6070         if (!map)
6071                 goto error;
6072
6073         map = isl_map_cow(map);
6074         if (!map)
6075                 return NULL;
6076
6077         set = (struct isl_set *)map;
6078         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6079         if (!set->dim)
6080                 goto error;
6081         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6082                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6083                 if (!set->p[i])
6084                         goto error;
6085         }
6086         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6087         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6088         return set;
6089 error:
6090         isl_map_free(map);
6091         return NULL;
6092 }
6093
6094 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6095         __isl_take isl_map *map2)
6096 {
6097         int i;
6098         unsigned flags = 0;
6099         struct isl_map *map = NULL;
6100
6101         if (!map1 || !map2)
6102                 goto error;
6103
6104         if (map1->n == 0) {
6105                 isl_map_free(map1);
6106                 return map2;
6107         }
6108         if (map2->n == 0) {
6109                 isl_map_free(map2);
6110                 return map1;
6111         }
6112
6113         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6114
6115         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6116             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6117                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6118
6119         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6120                                 map1->n + map2->n, flags);
6121         if (!map)
6122                 goto error;
6123         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6124                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6125                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6126                 if (!map)
6127                         goto error;
6128         }
6129         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6130                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6131                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6132                 if (!map)
6133                         goto error;
6134         }
6135         isl_map_free(map1);
6136         isl_map_free(map2);
6137         return map;
6138 error:
6139         isl_map_free(map);
6140         isl_map_free(map1);
6141         isl_map_free(map2);
6142         return NULL;
6143 }
6144
6145 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6146         __isl_take isl_map *map2)
6147 {
6148         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6149 }
6150
6151 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6152 {
6153         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6154         if (!map1)
6155                 return NULL;
6156         if (map1->n > 1)
6157                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6158         return map1;
6159 }
6160
6161 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6162                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6163 {
6164         return (struct isl_set *)
6165                 isl_map_union_disjoint(
6166                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6167 }
6168
6169 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6170 {
6171         return (struct isl_set *)
6172                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6173 }
6174
6175 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6176         __isl_take isl_set *set)
6177 {
6178         unsigned flags = 0;
6179         struct isl_map *result;
6180         int i, j;
6181
6182         if (!map || !set)
6183                 goto error;
6184
6185         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6186                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6187                         "parameters don't match", goto error);
6188
6189         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6190             !isl_map_compatible_range(map, set))
6191                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6192                         "incompatible spaces", goto error);
6193
6194         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6195                 isl_set_free(set);
6196                 return map;
6197         }
6198
6199         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6200             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6201                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6202
6203         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6204                                         map->n * set->n, flags);
6205         if (!result)
6206                 goto error;
6207         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6208                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6209                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6210                             isl_basic_map_intersect_range(
6211                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6212                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6213                         if (!result)
6214                                 goto error;
6215                 }
6216         isl_map_free(map);
6217         isl_set_free(set);
6218         return result;
6219 error:
6220         isl_map_free(map);
6221         isl_set_free(set);
6222         return NULL;
6223 }
6224
6225 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6226         __isl_take isl_set *set)
6227 {
6228         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6229 }
6230
6231 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6232                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6233 {
6234         return isl_map_reverse(
6235                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6236 }
6237
6238 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6239         __isl_take isl_map *map2)
6240 {
6241         if (!map1 || !map2)
6242                 goto error;
6243         map1 = isl_map_reverse(map1);
6244         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6245         return isl_map_reverse(map1);
6246 error:
6247         isl_map_free(map1);
6248         isl_map_free(map2);
6249         return NULL;
6250 }
6251
6252 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6253         __isl_take isl_map *map2)
6254 {
6255         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6256 }
6257
6258 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6259         __isl_take isl_map *map2)
6260 {
6261         isl_space *dim_result;
6262         struct isl_map *result;
6263         int i, j;
6264
6265         if (!map1 || !map2)
6266                 goto error;
6267
6268         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6269                                   isl_space_copy(map2->dim));
6270
6271         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6272         if (!result)
6273                 goto error;
6274         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6275                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6276                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6277                             isl_basic_map_apply_range(
6278                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6279                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6280                         if (!result)
6281                                 goto error;
6282                 }
6283         isl_map_free(map1);
6284         isl_map_free(map2);
6285         if (result && result->n <= 1)
6286                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6287         return result;
6288 error:
6289         isl_map_free(map1);
6290         isl_map_free(map2);
6291         return NULL;
6292 }
6293
6294 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6295         __isl_take isl_map *map2)
6296 {
6297         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6298 }
6299
6300 /*
6301  * returns range - domain
6302  */
6303 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6304 {
6305         isl_space *dims, *target_dim;
6306         struct isl_basic_set *bset;
6307         unsigned dim;
6308         unsigned nparam;
6309         int i;
6310
6311         if (!bmap)
6312                 goto error;
6313         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6314                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6315                    goto error);
6316         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6317         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6318         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6319         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6320         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6321         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6322         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6323         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6324         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6325         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6326                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6327                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6328                 if (j < 0)
6329                         goto error;
6330                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6331                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6332                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6333                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6334         }
6335         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6336         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6337         return bset;
6338 error:
6339         isl_basic_map_free(bmap);
6340         return NULL;
6341 }
6342
6343 /*
6344  * returns range - domain
6345  */
6346 struct isl_set *isl_map_deltas(struct isl_map *map)
6347 {
6348         int i;
6349         isl_space *dim;
6350         struct isl_set *result;
6351
6352         if (!map)
6353                 return NULL;
6354
6355         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6356                                                  map->dim, isl_dim_out),
6357                    goto error);
6358         dim = isl_map_get_space(map);
6359         dim = isl_space_domain(dim);
6360         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6361         if (!result)
6362                 goto error;
6363         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6364                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6365                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6366         isl_map_free(map);
6367         return result;
6368 error:
6369         isl_map_free(map);
6370         return NULL;
6371 }
6372
6373 /*
6374  * returns [domain -> range] -> range - domain
6375  */
6376 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6377         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6378 {
6379         int i, k;
6380         isl_space *dim;
6381         isl_basic_map *domain;
6382         int nparam, n;
6383         unsigned total;
6384
6385         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6386                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6387                         "domain and range don't match", goto error);
6388
6389         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6390         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6391
6392         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6393         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6394
6395         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6396         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6397         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6398
6399         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6400
6401         for (i = 0; i < n; ++i) {
6402                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6403                 if (k < 0)
6404                         goto error;
6405                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6406                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6407                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6408                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6409         }
6410
6411         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6412         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6413 error:
6414         isl_basic_map_free(bmap);
6415         return NULL;
6416 }
6417
6418 /*
6419  * returns [domain -> range] -> range - domain
6420  */
6421 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6422 {
6423         int i;
6424         isl_space *domain_dim;
6425
6426         if (!map)
6427                 return NULL;
6428
6429         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6430                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6431                         "domain and range don't match", goto error);
6432
6433         map = isl_map_cow(map);
6434         if (!map)
6435                 return NULL;
6436
6437         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6438         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6439         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6440         if (!map->dim)
6441                 goto error;
6442         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6443                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6444                 if (!map->p[i])
6445                         goto error;
6446         }
6447         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6448         return map;
6449 error:
6450         isl_map_free(map);
6451         return NULL;
6452 }
6453
6454 __isl_give struct isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6455 {
6456         struct isl_basic_map *bmap;
6457         unsigned nparam;
6458         unsigned dim;
6459         int i;
6460
6461         if (!dims)
6462                 return NULL;
6463
6464         nparam = dims->nparam;
6465         dim = dims->n_out;
6466         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6467         if (!bmap)
6468                 goto error;
6469
6470         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6471                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6472                 if (j < 0)
6473                         goto error;
6474                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6475                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6476                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6477         }
6478         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6479 error:
6480         isl_basic_map_free(bmap);
6481         return NULL;
6482 }
6483
6484 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6485 {
6486         if (!dim)
6487                 return NULL;
6488         if (dim->n_in != dim->n_out)
6489                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6490                         "number of input and output dimensions needs to be "
6491                         "the same", goto error);
6492         return basic_map_identity(dim);
6493 error:
6494         isl_space_free(dim);
6495         return NULL;
6496 }
6497
6498 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6499 {
6500         if (!model || !model->dim)
6501                 return NULL;
6502         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6503 }
6504
6505 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6506 {
6507         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6508 }
6509
6510 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6511 {
6512         if (!model || !model->dim)
6513                 return NULL;
6514         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6515 }
6516
6517 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6518 {
6519         if (!model || !model->dim)
6520                 return NULL;
6521         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6522 }
6523
6524 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6525 {
6526         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6527         isl_map *id;
6528         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6529         return isl_map_intersect_range(id, set);
6530 }
6531
6532 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6533  * values.
6534  */
6535 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6536         __isl_take isl_space *space)
6537 {
6538         int i;
6539         unsigned nparam;
6540         unsigned dim;
6541         struct isl_basic_set *bset;
6542
6543         if (!space)
6544                 return NULL;
6545         nparam = space->nparam;
6546         dim = space->n_out;
6547         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6548         if (!bset)
6549                 return NULL;
6550         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6551                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6552                 if (k < 0)
6553                         goto error;
6554                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6555                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6556         }
6557         return bset;
6558 error:
6559         isl_basic_set_free(bset);
6560         return NULL;
6561 }
6562
6563 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6564  */
6565 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6566         int pos)
6567 {
6568         int k;
6569         isl_basic_set *nonneg;
6570
6571         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6572         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6573         if (k < 0)
6574                 goto error;
6575         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6576         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6577
6578         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6579 error:
6580         isl_basic_set_free(nonneg);
6581         return NULL;
6582 }
6583
6584 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6585  */
6586 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6587 {
6588         int k;
6589         isl_basic_set *neg;
6590
6591         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6592         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6593         if (k < 0)
6594                 goto error;
6595         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6596         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6597         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6598
6599         return isl_basic_set_finalize(neg);
6600 error:
6601         isl_basic_set_free(neg);
6602         return NULL;
6603 }
6604
6605 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6606         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6607 {
6608         int i;
6609         isl_basic_set *nonneg;
6610         isl_basic_set *neg;
6611
6612         if (!set)
6613                 return NULL;
6614         if (n == 0)
6615                 return set;
6616
6617         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6618
6619         for (i = 0; i < n; ++i) {
6620                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6621                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6622                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6623                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6624
6625                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6626         }
6627
6628         return set;
6629 error:
6630         isl_set_free(set);
6631         return NULL;
6632 }
6633
6634 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6635         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6636         void *user)
6637 {
6638         isl_set *half;
6639
6640         if (!set)
6641                 return -1;
6642         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6643                 isl_set_free(set);
6644                 return 0;
6645         }
6646         if (first == len)
6647                 return fn(set, signs, user);
6648
6649         signs[first] = 1;
6650         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6651                                                         1 + first));
6652         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6653         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6654                 goto error;
6655
6656         signs[first] = -1;
6657         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6658                                                         1 + first));
6659         half = isl_set_intersect(half, set);
6660         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6661 error:
6662         isl_set_free(set);
6663         return -1;
6664 }
6665
6666 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6667  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6668  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6669  * to the sign of the corresponding variable.
6670  */
6671 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
6672         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6673         void *user)
6674 {
6675         unsigned nparam;
6676         unsigned nvar;
6677         int *signs;
6678         int r;
6679
6680         if (!set)
6681                 return -1;
6682         if (isl_set_plain_is_empty(set))
6683                 return 0;
6684
6685         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6686         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
6687
6688         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
6689
6690         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
6691                             fn, user);
6692
6693         free(signs);
6694
6695         return r;
6696 }
6697
6698 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6699 {
6700         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6701 }
6702
6703 int isl_basic_map_is_subset(
6704                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6705 {
6706         int is_subset;
6707         struct isl_map *map1;
6708         struct isl_map *map2;
6709
6710         if (!bmap1 || !bmap2)
6711                 return -1;
6712
6713         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
6714         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
6715
6716         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6717
6718         isl_map_free(map1);
6719         isl_map_free(map2);
6720
6721         return is_subset;
6722 }
6723
6724 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
6725         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
6726 {
6727         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
6728 }
6729
6730 int isl_basic_map_is_equal(
6731                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6732 {
6733         int is_subset;
6734
6735         if (!bmap1 || !bmap2)
6736                 return -1;
6737         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6738         if (is_subset != 1)
6739                 return is_subset;
6740         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6741         return is_subset;
6742 }
6743
6744 int isl_basic_set_is_equal(
6745                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
6746 {
6747         return isl_basic_map_is_equal(
6748                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
6749 }
6750
6751 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
6752 {
6753         int i;
6754         int is_empty;
6755
6756         if (!map)
6757                 return -1;
6758         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6759                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
6760                 if (is_empty < 0)
6761                         return -1;
6762                 if (!is_empty)
6763                         return 0;
6764         }
6765         return 1;
6766 }
6767
6768 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6769 {
6770         return map ? map->n == 0 : -1;
6771 }
6772
6773 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
6774 {
6775         return isl_map_plain_is_empty(map);
6776 }
6777
6778 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
6779 {
6780         return set ? set->n == 0 : -1;
6781 }
6782
6783 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
6784 {
6785         return isl_set_plain_is_empty(set);
6786 }
6787
6788 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
6789 {
6790         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
6791 }
6792
6793 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6794 {
6795         if (!map1 || !map2)
6796                 return -1;
6797
6798         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
6799 }
6800
6801 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6802 {
6803         if (!set1 || !set2)
6804                 return -1;
6805
6806         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
6807 }
6808
6809 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6810 {
6811         int is_subset;
6812
6813         if (!map1 || !map2)
6814                 return -1;
6815         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6816         if (is_subset != 1)
6817                 return is_subset;
6818         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6819         return is_subset;
6820 }
6821
6822 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
6823 {
6824         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
6825 }
6826
6827 int isl_basic_map_is_strict_subset(
6828                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6829 {
6830         int is_subset;
6831
6832         if (!bmap1 || !bmap2)
6833                 return -1;
6834         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
6835         if (is_subset != 1)
6836                 return is_subset;
6837         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
6838         if (is_subset == -1)
6839                 return is_subset;
6840         return !is_subset;
6841 }
6842
6843 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6844 {
6845         int is_subset;
6846
6847         if (!map1 || !map2)
6848                 return -1;
6849         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
6850         if (is_subset != 1)
6851                 return is_subset;
6852         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
6853         if (is_subset == -1)
6854                 return is_subset;
6855         return !is_subset;
6856 }
6857
6858 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
6859 {
6860         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
6861 }
6862
6863 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
6864 {
6865         if (!bmap)
6866                 return -1;
6867         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
6868 }
6869
6870 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
6871 {
6872         if (!bset)
6873                 return -1;
6874         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
6875 }
6876
6877 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
6878 {
6879         int i;
6880
6881         if (!map)
6882                 return -1;
6883
6884         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6885                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
6886                 if (r < 0 || r)
6887                         return r;
6888         }
6889
6890         return 0;
6891 }
6892
6893 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6894 {
6895         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
6896 }
6897
6898 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
6899 {
6900         return isl_set_plain_is_universe(set);
6901 }
6902
6903 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
6904 {
6905         struct isl_basic_set *bset = NULL;
6906         struct isl_vec *sample = NULL;
6907         int empty;
6908         unsigned total;
6909
6910         if (!bmap)
6911                 return -1;
6912
6913         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
6914                 return 1;
6915
6916         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
6917                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
6918                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
6919                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6920                 isl_basic_map_free(copy);
6921                 return empty;
6922         }
6923
6924         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
6925         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
6926                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
6927                 if (contains < 0)
6928                         return -1;
6929                 if (contains)
6930                         return 0;
6931         }
6932         isl_vec_free(bmap->sample);
6933         bmap->sample = NULL;
6934         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
6935         if (!bset)
6936                 return -1;
6937         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
6938         if (!sample)
6939                 return -1;
6940         empty = sample->size == 0;
6941         isl_vec_free(bmap->sample);
6942         bmap->sample = sample;
6943         if (empty)
6944                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6945
6946         return empty;
6947 }
6948
6949 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6950 {
6951         if (!bmap)
6952                 return -1;
6953         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
6954 }
6955
6956 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6957 {
6958         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
6959 }
6960
6961 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6962 {
6963         if (!bset)
6964                 return -1;
6965         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
6966 }
6967
6968 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
6969 {
6970         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
6971 }
6972
6973 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
6974 {
6975         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
6976 }
6977
6978 struct isl_map *isl_basic_map_union(
6979         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
6980 {
6981         struct isl_map *map;
6982         if (!bmap1 || !bmap2)
6983                 return NULL;
6984
6985         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
6986
6987         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
6988         if (!map)
6989                 goto error;
6990         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
6991         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
6992         return map;
6993 error:
6994         isl_basic_map_free(bmap1);
6995         isl_basic_map_free(bmap2);
6996         return NULL;
6997 }
6998
6999 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7000                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7001 {
7002         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7003                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7004                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7005 }
7006
7007 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7008 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7009 {
7010         int i;
7011         unsigned off;
7012
7013         if (!bmap)
7014                 return NULL;
7015
7016         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7017
7018         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7019                 int pos;
7020                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7021                         continue;
7022                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7023                                                             bmap->n_div-i);
7024                 if (pos == -1)
7025                         continue;
7026                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7027                 --i;
7028         }
7029         return bmap;
7030 }
7031
7032 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7033 {
7034         return (struct isl_basic_set *)
7035                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7036 }
7037
7038 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7039 {
7040         int i;
7041
7042         if (!map)
7043                 return 0;
7044
7045         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7046                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7047                 if (!map->p[i])
7048                         goto error;
7049         }
7050
7051         return map;
7052 error:
7053         isl_map_free(map);
7054         return NULL;
7055 }
7056
7057 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7058  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7059  * list of divs is given by "div".
7060  */
7061 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7062         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7063 {
7064         int i, j;
7065         int n_div;
7066
7067         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7068         if (!bset || !div)
7069                 goto error;
7070
7071         if (div->n_row < bset->n_div)
7072                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7073                         "not an expansion", goto error);
7074
7075         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7076                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7077                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7078
7079         n_div = bset->n_div;
7080         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7081                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7082                         goto error;
7083
7084         j = n_div - 1;
7085         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7086                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7087                         if (i != j)
7088                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7089                         j--;
7090                 } else {
7091                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7092                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7093                                 goto error;
7094                 }
7095         }
7096
7097         isl_mat_free(div);
7098         return bset;
7099 error:
7100         isl_basic_set_free(bset);
7101         isl_mat_free(div);
7102         return NULL;
7103 }
7104
7105 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7106  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7107  * 
7108  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7109  * of the corresponding div in dst otherwise.
7110  */
7111 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7112                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7113 {
7114         int i;
7115
7116         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7117
7118         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7119         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7120                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7121                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7122                                                 dst->n_div - div) == -1)
7123                         return i;
7124         return -1;
7125 }
7126
7127 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7128                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7129 {
7130         int i;
7131         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7132
7133         if (!dst || !src)
7134                 goto error;
7135
7136         if (src->n_div == 0)
7137                 return dst;
7138
7139         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7140                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7141
7142         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7143         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7144         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7145                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7146         if (!dst)
7147                 return NULL;
7148         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7149                 int j = find_div(dst, src, i);
7150                 if (j < 0) {
7151                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7152                         if (j < 0)
7153                                 goto error;
7154                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7155                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7156                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7157                                 goto error;
7158                 }
7159                 if (j != i)
7160                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7161         }
7162         return dst;
7163 error:
7164         isl_basic_map_free(dst);
7165         return NULL;
7166 }
7167
7168 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7169                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7170 {
7171         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7172                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7173 }
7174
7175 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7176 {
7177         int i;
7178
7179         if (!map)
7180                 return NULL;
7181         if (map->n == 0)
7182                 return map;
7183         map = isl_map_compute_divs(map);
7184         map = isl_map_cow(map);
7185         if (!map)
7186                 return NULL;
7187
7188         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7189                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7190         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7191                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7192
7193         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7194         return map;
7195 }
7196
7197 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7198 {
7199         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7200 }
7201
7202 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7203         __isl_take isl_map *map)
7204 {
7205         if (!set || !map)
7206                 goto error;
7207         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7208         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7209         set = isl_map_range(map);
7210         return set;
7211 error:
7212         isl_set_free(set);
7213         isl_map_free(map);
7214         return NULL;
7215 }
7216
7217 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7218         __isl_take isl_map *map)
7219 {
7220         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7221 }
7222
7223 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7224  * the meaning of the set.
7225  */
7226 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7227 {
7228         int i;
7229
7230         if (!map)
7231                 return NULL;
7232
7233         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7234                 remove_if_empty(map, i);
7235
7236         return map;
7237 }
7238
7239 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7240 {
7241         return (struct isl_set *)
7242                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7243 }
7244
7245 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7246 {
7247         struct isl_basic_map *bmap;
7248         if (!map || map->n == 0)
7249                 return NULL;
7250         bmap = map->p[map->n-1];
7251         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7252         return isl_basic_map_copy(bmap);
7253 }
7254
7255 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7256 {
7257         return (struct isl_basic_set *)
7258                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7259 }
7260
7261 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7262                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7263 {
7264         int i;
7265
7266         if (!map || !bmap)
7267                 goto error;
7268         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7269                 if (map->p[i] != bmap)
7270                         continue;
7271                 map = isl_map_cow(map);
7272                 if (!map)
7273                         goto error;
7274                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7275                 if (i != map->n-1) {
7276                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7277                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7278                 }
7279                 map->n--;
7280                 return map;
7281         }
7282         return map;
7283 error:
7284         isl_map_free(map);
7285         return NULL;
7286 }
7287
7288 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7289                                                 struct isl_basic_set *bset)
7290 {
7291         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7292                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7293 }
7294
7295 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7296  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7297  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7298  */
7299 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7300         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7301         int pos, isl_int *opt)
7302 {
7303         isl_space *dims;
7304         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7305         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7306         struct isl_ctx *ctx;
7307         struct isl_vec *obj;
7308         unsigned total;
7309         unsigned nparam;
7310         unsigned dim1, dim2;
7311         enum isl_lp_result res;
7312
7313         if (!bset1 || !bset2)
7314                 return isl_lp_error;
7315
7316         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7317         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7318         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7319         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7320         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7321         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7322         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7323         if (!bmap1 || !bmap2)
7324                 goto error;
7325         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7326         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7327                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7328                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7329         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7330         if (!bmap1)
7331                 goto error;
7332         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7333         ctx = bmap1->ctx;
7334         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7335         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7336         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7337         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7338         if (!obj)
7339                 goto error;
7340         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7341                                         opt, NULL, NULL);
7342         isl_basic_map_free(bmap1);
7343         isl_vec_free(obj);
7344         return res;
7345 error:
7346         isl_basic_map_free(bmap1);
7347         isl_basic_map_free(bmap2);
7348         return isl_lp_error;
7349 }
7350
7351 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7352  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7353  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7354  * smaller or larger than those in bset2.
7355  *
7356  * Returns
7357  *       1 if bset1 follows bset2
7358  *      -1 if bset1 precedes bset2
7359  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7360  *      -2 if some error occurred.
7361  */
7362 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7363         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7364 {
7365         isl_int opt;
7366         enum isl_lp_result res;
7367         int cmp;
7368
7369         isl_int_init(opt);
7370
7371         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7372
7373         if (res == isl_lp_empty)
7374                 cmp = 0;
7375         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7376                   res == isl_lp_unbounded)
7377                 cmp = 1;
7378         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7379                 cmp = -1;
7380         else
7381                 cmp = -2;
7382
7383         isl_int_clear(opt);
7384         return cmp;
7385 }
7386
7387 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7388  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7389  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7390  * than a value of the same dimension in bset2.
7391  *
7392  * Return
7393  *       1 if there exists such a pair
7394  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7395  *      -1 otherwise
7396  *      -2 if some error occurred.
7397  */
7398 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7399         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7400 {
7401         isl_int opt;
7402         enum isl_lp_result res;
7403         int cmp;
7404
7405         isl_int_init(opt);
7406
7407         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7408
7409         if (res == isl_lp_empty)
7410                 cmp = -1;
7411         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7412                   res == isl_lp_unbounded)
7413                 cmp = 1;
7414         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7415                 cmp = -1;
7416         else if (res == isl_lp_ok)
7417                 cmp = 0;
7418         else
7419                 cmp = -2;
7420
7421         isl_int_clear(opt);
7422         return cmp;
7423 }
7424
7425 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7426  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7427  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7428  * than a value of the same dimension in set2.
7429  *
7430  * Return
7431  *       1 if there exists such a pair
7432  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7433  *      -1 otherwise
7434  *      -2 if some error occurred.
7435  */
7436 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7437         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7438 {
7439         int i, j;
7440         int follows = -1;
7441
7442         if (!set1 || !set2)
7443                 return -2;
7444
7445         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7446                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7447                         int f;
7448                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7449                         if (f == 1 || f == -2)
7450                                 return f;
7451                         if (f > follows)
7452                                 follows = f;
7453                 }
7454
7455         return follows;
7456 }
7457
7458 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7459         unsigned pos, isl_int *val)
7460 {
7461         int i;
7462         int d;
7463         unsigned total;
7464
7465         if (!bmap)
7466                 return -1;
7467         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7468         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7469                 for (; d+1 > pos; --d)
7470                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7471                                 break;
7472                 if (d != pos)
7473                         continue;
7474                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7475                         return 0;
7476                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7477                         return 0;
7478                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7479                         return 0;
7480                 if (val)
7481                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7482                 return 1;
7483         }
7484         return 0;
7485 }
7486
7487 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7488         unsigned pos, isl_int *val)
7489 {
7490         int i;
7491         isl_int v;
7492         isl_int tmp;
7493         int fixed;
7494
7495         if (!map)
7496                 return -1;
7497         if (map->n == 0)
7498                 return 0;
7499         if (map->n == 1)
7500                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7501         isl_int_init(v);
7502         isl_int_init(tmp);
7503         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
7504         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7505                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
7506                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7507                         fixed = 0;
7508         }
7509         if (val)
7510                 isl_int_set(*val, v);
7511         isl_int_clear(tmp);
7512         isl_int_clear(v);
7513         return fixed;
7514 }
7515
7516 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7517         unsigned pos, isl_int *val)
7518 {
7519         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7520                                                 pos, val);
7521 }
7522
7523 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7524         isl_int *val)
7525 {
7526         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7527 }
7528
7529 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7530         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7531 {
7532         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7533                 return -1;
7534         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7535                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7536 }
7537
7538 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7539         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7540 {
7541         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7542                 return -1;
7543         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7544                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7545 }
7546
7547 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7548         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7549 {
7550         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
7551 }
7552
7553 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7554         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7555 {
7556         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7557 }
7558
7559 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7560  * then return this fixed value in *val.
7561  */
7562 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7563         unsigned dim, isl_int *val)
7564 {
7565         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7566                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7567 }
7568
7569 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7570  * then return this fixed value in *val.
7571  */
7572 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7573         unsigned dim, isl_int *val)
7574 {
7575         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7576 }
7577
7578 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7579         unsigned dim, isl_int *val)
7580 {
7581         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7582 }
7583
7584 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7585  * then return this fixed value in *val.
7586  */
7587 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7588         unsigned in, isl_int *val)
7589 {
7590         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7591 }
7592
7593 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7594  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7595  */
7596 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7597         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7598 {
7599         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7600         isl_int *c;
7601         unsigned total;
7602         unsigned nparam;
7603
7604         if (!bset)
7605                 return -1;
7606         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7607         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7608         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7609                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7610                         continue;
7611                 if (i_eq != -1)
7612                         return 0;
7613                 i_eq = i;
7614         }
7615         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7616                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7617                         continue;
7618                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7619                         return 0;
7620                 i_ineq = i;
7621         }
7622         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7623                 return 0;
7624         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7625         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7626         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7627                 return 0;
7628         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7629                 return 0;
7630         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7631                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7632                 return 0;
7633         if (val)
7634                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7635         return 1;
7636 }
7637
7638 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7639         unsigned dim, isl_int *val)
7640 {
7641         int i;
7642         isl_int v;
7643         isl_int tmp;
7644         int fixed;
7645
7646         if (!set)
7647                 return -1;
7648         if (set->n == 0)
7649                 return 0;
7650         if (set->n == 1)
7651                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7652                                                                 dim, val);
7653         isl_int_init(v);
7654         isl_int_init(tmp);
7655         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7656                                                                 dim, &v);
7657         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7658                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7659                                                                 dim, &tmp);
7660                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7661                         fixed = 0;
7662         }
7663         if (val)
7664                 isl_int_set(*val, v);
7665         isl_int_clear(tmp);
7666         isl_int_clear(v);
7667         return fixed;
7668 }
7669
7670 struct constraint {
7671         unsigned        size;
7672         isl_int         *c;
7673 };
7674
7675 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
7676  * variables sorting first.
7677  */
7678 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
7679 {
7680         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
7681         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
7682         int l1, l2;
7683         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
7684
7685         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
7686         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
7687
7688         if (l1 != l2)
7689                 return l1 - l2;
7690
7691         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
7692 }
7693
7694 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
7695         struct isl_basic_map *bmap)
7696 {
7697         int i;
7698         struct constraint *c;
7699         unsigned total;
7700
7701         if (!bmap)
7702                 return NULL;
7703         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7704         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
7705         if (!c)
7706                 goto error;
7707         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
7708                 c[i].size = total;
7709                 c[i].c = bmap->ineq[i];
7710         }
7711         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
7712         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
7713                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
7714         free(c);
7715         return bmap;
7716 error:
7717         isl_basic_map_free(bmap);
7718         return NULL;
7719 }
7720
7721 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
7722         __isl_take isl_basic_set *bset)
7723 {
7724         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
7725                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7726 }
7727
7728 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
7729 {
7730         if (!bmap)
7731                 return NULL;
7732         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
7733                 return bmap;
7734         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
7735         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
7736         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
7737         return bmap;
7738 }
7739
7740 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
7741 {
7742         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
7743                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7744 }
7745
7746 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7747         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7748 {
7749         int i, cmp;
7750         unsigned total;
7751
7752         if (bmap1 == bmap2)
7753                 return 0;
7754         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
7755             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
7756                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
7757         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
7758                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
7759         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
7760                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7761         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
7762                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
7763         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
7764             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7765                 return 0;
7766         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7767                 return 1;
7768         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7769                 return -1;
7770         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
7771                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
7772         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
7773                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
7774         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
7775                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
7776         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7777         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
7778                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
7779                 if (cmp)
7780                         return cmp;
7781         }
7782         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
7783                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
7784                 if (cmp)
7785                         return cmp;
7786         }
7787         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
7788                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
7789                 if (cmp)
7790                         return cmp;
7791         }
7792         return 0;
7793 }
7794
7795 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
7796         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7797 {
7798         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
7799 }
7800
7801 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
7802         const __isl_keep isl_set *set2)
7803 {
7804         int i, cmp;
7805
7806         if (set1 == set2)
7807                 return 0;
7808         if (set1->n != set2->n)
7809                 return set1->n - set2->n;
7810
7811         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
7812                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
7813                 if (cmp)
7814                         return cmp;
7815         }
7816
7817         return 0;
7818 }
7819
7820 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
7821         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
7822 {
7823         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
7824 }
7825
7826 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7827         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7828 {
7829         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
7830                                             (isl_basic_map *)bset2);
7831 }
7832
7833 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
7834 {
7835         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
7836         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
7837
7838         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
7839 }
7840
7841 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
7842  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
7843  * meaning of any possible other copies of map.
7844  */
7845 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
7846 {
7847         int i, j;
7848         struct isl_basic_map *bmap;
7849
7850         if (!map)
7851                 return NULL;
7852         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
7853                 return map;
7854         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7855                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
7856                 if (!bmap)
7857                         goto error;
7858                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7859                 map->p[i] = bmap;
7860         }
7861         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
7862         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7863         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
7864         if (!map)
7865                 return NULL;
7866         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
7867                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
7868                         continue;
7869                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
7870                 for (j = i; j < map->n; ++j)
7871                         map->p[j-1] = map->p[j];
7872                 map->n--;
7873         }
7874         return map;
7875 error:
7876         isl_map_free(map);
7877         return NULL;
7878
7879 }
7880
7881 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
7882 {
7883         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
7884 }
7885
7886 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7887 {
7888         int i;
7889         int equal;
7890
7891         if (!map1 || !map2)
7892                 return -1;
7893
7894         if (map1 == map2)
7895                 return 1;
7896         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
7897                 return 0;
7898
7899         map1 = isl_map_copy(map1);
7900         map2 = isl_map_copy(map2);
7901         map1 = isl_map_normalize(map1);
7902         map2 = isl_map_normalize(map2);
7903         if (!map1 || !map2)
7904                 goto error;
7905         equal = map1->n == map2->n;
7906         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
7907                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
7908                 if (equal < 0)
7909                         goto error;
7910         }
7911         isl_map_free(map1);
7912         isl_map_free(map2);
7913         return equal;
7914 error:
7915         isl_map_free(map1);
7916         isl_map_free(map2);
7917         return -1;
7918 }
7919
7920 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7921 {
7922         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
7923 }
7924
7925 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7926 {
7927         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
7928                                                 (struct isl_map *)set2);
7929 }
7930
7931 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7932 {
7933         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
7934 }
7935
7936 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
7937  */
7938 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
7939         isl_int min, isl_int max)
7940 {
7941         int k;
7942         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7943
7944         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
7945         if (!bset)
7946                 goto error;
7947
7948         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7949         if (k < 0)
7950                 goto error;
7951         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
7952         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
7953
7954         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7955         if (k < 0)
7956                 goto error;
7957         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
7958         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
7959
7960         return bset;
7961 error:
7962         isl_basic_set_free(bset);
7963         return NULL;
7964 }
7965
7966 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
7967  */
7968 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
7969         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
7970 {
7971         int i;
7972         unsigned dim;
7973         unsigned nparam;
7974         unsigned extra;
7975         unsigned n_eq;
7976         unsigned n_ineq;
7977         struct isl_basic_set *product = NULL;
7978
7979         if (!list)
7980                 goto error;
7981         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
7982         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
7983         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
7984         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
7985         extra = list->p[0]->n_div;
7986         n_eq = list->p[0]->n_eq;
7987         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
7988         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
7989                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
7990                 isl_assert(list->ctx,
7991                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
7992                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
7993                 extra += list->p[i]->n_div;
7994                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
7995                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
7996         }
7997         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
7998                                         n_eq, n_ineq);
7999         if (!product)
8000                 goto error;
8001         dim = 0;
8002         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8003                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8004                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8005                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8006         }
8007         isl_basic_set_list_free(list);
8008         return product;
8009 error:
8010         isl_basic_set_free(product);
8011         isl_basic_set_list_free(list);
8012         return NULL;
8013 }
8014
8015 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8016                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8017 {
8018         isl_space *dim_result = NULL;
8019         struct isl_basic_map *bmap;
8020         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8021         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8022
8023         if (!bmap1 || !bmap2)
8024                 goto error;
8025
8026         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8027                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8028         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8029                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8030
8031         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8032         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8033         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8034         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8035         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8036
8037         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8038         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8039         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8040         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8041         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8042         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8043         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8044         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8045         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8046         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8047         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8048
8049         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8050                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8051                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8052                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8053         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8054         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8055         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8056         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8057 error:
8058         isl_basic_map_free(bmap1);
8059         isl_basic_map_free(bmap2);
8060         return NULL;
8061 }
8062
8063 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8064         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8065 {
8066         isl_basic_map *prod;
8067
8068         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8069         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8070         return prod;
8071 }
8072
8073 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8074         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8075 {
8076         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8077 }
8078
8079 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8080         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8081 {
8082         isl_space *space_result = NULL;
8083         isl_basic_map *bmap;
8084         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8085         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8086
8087         if (!bmap1 || !bmap2)
8088                 goto error;
8089
8090         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8091                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8092
8093         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8094         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8095         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8096         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8097
8098         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8099         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8100         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8101         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8102         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8103         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8104         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8105         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8106         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8107         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8108         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8109
8110         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8111                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8112                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8113                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8114         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8115         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8116         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8117         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8118 error:
8119         isl_basic_map_free(bmap1);
8120         isl_basic_map_free(bmap2);
8121         return NULL;
8122 }
8123
8124 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8125         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8126 {
8127         isl_space *dim_result = NULL;
8128         isl_basic_map *bmap;
8129         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8130         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8131
8132         if (!bmap1 || !bmap2)
8133                 goto error;
8134
8135         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8136                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8137
8138         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8139         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8140         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8141         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8142
8143         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8144         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8145         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8146         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8147         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8148         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8149         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8150         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8151         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8152         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8153         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8154
8155         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8156                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8157                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8158                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8159         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8160         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8161         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8162         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8163 error:
8164         isl_basic_map_free(bmap1);
8165         isl_basic_map_free(bmap2);
8166         return NULL;
8167 }
8168
8169 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8170         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8171 {
8172         isl_basic_map *prod;
8173
8174         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8175         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8176         return prod;
8177 }
8178
8179 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8180         __isl_take isl_map *map2,
8181         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8182                                            __isl_take isl_space *right),
8183         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8184                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8185 {
8186         unsigned flags = 0;
8187         struct isl_map *result;
8188         int i, j;
8189
8190         if (!map1 || !map2)
8191                 goto error;
8192
8193         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8194                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8195
8196         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8197             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8198                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8199
8200         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8201                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8202                                 map1->n * map2->n, flags);
8203         if (!result)
8204                 goto error;
8205         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8206                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8207                         struct isl_basic_map *part;
8208                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8209                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8210                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8211                                 isl_basic_map_free(part);
8212                         else
8213                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8214                         if (!result)
8215                                 goto error;
8216                 }
8217         isl_map_free(map1);
8218         isl_map_free(map2);
8219         return result;
8220 error:
8221         isl_map_free(map1);
8222         isl_map_free(map2);
8223         return NULL;
8224 }
8225
8226 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8227  */
8228 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8229         __isl_take isl_map *map2)
8230 {
8231         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8232 }
8233
8234 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8235         __isl_take isl_map *map2)
8236 {
8237         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8238 }
8239
8240 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8241  */
8242 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8243         __isl_take isl_map *map2)
8244 {
8245         isl_map *prod;
8246
8247         prod = isl_map_product(map1, map2);
8248         prod = isl_map_flatten(prod);
8249         return prod;
8250 }
8251
8252 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8253  */
8254 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8255 {
8256         return isl_map_range_product(set1, set2);
8257 }
8258
8259 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8260         __isl_take isl_set *set2)
8261 {
8262         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8263 }
8264
8265 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8266  */
8267 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8268         __isl_take isl_map *map2)
8269 {
8270         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8271                                 &isl_basic_map_domain_product);
8272 }
8273
8274 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8275  */
8276 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8277         __isl_take isl_map *map2)
8278 {
8279         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8280                                 &isl_basic_map_range_product);
8281 }
8282
8283 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8284         __isl_take isl_map *map2)
8285 {
8286         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8287                                                 &map_domain_product_aligned);
8288 }
8289
8290 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8291         __isl_take isl_map *map2)
8292 {
8293         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8294                                                 &map_range_product_aligned);
8295 }
8296
8297 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8298  */
8299 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8300         __isl_take isl_map *map2)
8301 {
8302         isl_map *prod;
8303
8304         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8305         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8306         return prod;
8307 }
8308
8309 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8310  */
8311 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8312         __isl_take isl_map *map2)
8313 {
8314         isl_map *prod;
8315
8316         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8317         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8318         return prod;
8319 }
8320
8321 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8322 {
8323         int i;
8324         uint32_t hash = isl_hash_init();
8325         unsigned total;
8326
8327         if (!bmap)
8328                 return 0;
8329         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8330         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8331         if (!bmap)
8332                 return 0;
8333         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8334         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8335         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8336                 uint32_t c_hash;
8337                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8338                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8339         }
8340         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8341         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8342                 uint32_t c_hash;
8343                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8344                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8345         }
8346         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8347         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8348                 uint32_t c_hash;
8349                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8350                         continue;
8351                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8352                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8353                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8354         }
8355         isl_basic_map_free(bmap);
8356         return hash;
8357 }
8358
8359 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8360 {
8361         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8362 }
8363
8364 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8365 {
8366         int i;
8367         uint32_t hash;
8368
8369         if (!map)
8370                 return 0;
8371         map = isl_map_copy(map);
8372         map = isl_map_normalize(map);
8373         if (!map)
8374                 return 0;
8375
8376         hash = isl_hash_init();
8377         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8378                 uint32_t bmap_hash;
8379                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8380                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8381         }
8382                 
8383         isl_map_free(map);
8384
8385         return hash;
8386 }
8387
8388 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8389 {
8390         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8391 }
8392
8393 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8394  * by the values of the other parameters and variables.
8395  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8396  */
8397 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8398 {
8399         int i;
8400         unsigned nparam;
8401
8402         if (!bset)
8403                 return -1;
8404         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8405         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8406                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8407                         return 1;
8408         return 0;
8409 }
8410
8411 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8412  * by the values of the other parameters and variables.
8413  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8414  * for each of the subsets.
8415  */
8416 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8417 {
8418         int i;
8419
8420         if (!set)
8421                 return -1;
8422         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8423                 int unique;
8424                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8425                 if (unique != 1)
8426                         return unique;
8427         }
8428         return 1;
8429 }
8430
8431 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8432 {
8433         return set ? set->n : 0;
8434 }
8435
8436 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8437         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8438 {
8439         int i;
8440
8441         if (!map)
8442                 return -1;
8443
8444         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8445                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8446                         return -1;
8447
8448         return 0;
8449 }
8450
8451 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8452         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8453 {
8454         int i;
8455
8456         if (!set)
8457                 return -1;
8458
8459         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8460                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8461                         return -1;
8462
8463         return 0;
8464 }
8465
8466 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8467 {
8468         isl_space *dim;
8469
8470         if (!bset)
8471                 return NULL;
8472
8473         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8474         if (!bset)
8475                 return NULL;
8476
8477         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8478         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8479         if (!dim)
8480                 goto error;
8481         isl_space_free(bset->dim);
8482         bset->dim = dim;
8483         bset->extra -= bset->n_div;
8484         bset->n_div = 0;
8485
8486         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8487
8488         return bset;
8489 error:
8490         isl_basic_set_free(bset);
8491         return NULL;
8492 }
8493
8494 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8495 {
8496         int i;
8497         isl_space *dim;
8498         unsigned n_div;
8499
8500         set = isl_set_align_divs(set);
8501
8502         if (!set)
8503                 return NULL;
8504
8505         set = isl_set_cow(set);
8506         if (!set)
8507                 return NULL;
8508
8509         n_div = set->p[0]->n_div;
8510         dim = isl_set_get_space(set);
8511         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8512         if (!dim)
8513                 goto error;
8514         isl_space_free(set->dim);
8515         set->dim = dim;
8516
8517         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8518                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8519                 if (!set->p[i])
8520                         goto error;
8521         }
8522
8523         return set;
8524 error:
8525         isl_set_free(set);
8526         return NULL;
8527 }
8528
8529 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8530 {
8531         isl_space *dim;
8532         struct isl_basic_map *bmap;
8533         unsigned n_set;
8534         unsigned n_div;
8535         unsigned n_param;
8536         unsigned total;
8537         int i, k, l;
8538
8539         set = isl_set_align_divs(set);
8540
8541         if (!set)
8542                 return NULL;
8543
8544         dim = isl_set_get_space(set);
8545         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8546                 isl_set_free(set);
8547                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8548         }
8549
8550         n_div = set->p[0]->n_div;
8551         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8552         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8553         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8554         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8555         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8556         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8557                 bmap = var_equal(bmap, i);
8558
8559         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8560         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8561                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8562                 if (k < 0)
8563                         goto error;
8564                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8565                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8566                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8567                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8568                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8569                             set->p[0]->div[i][0]);
8570
8571                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8572                 if (l < 0)
8573                         goto error;
8574                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8575                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8576                             set->p[0]->div[i][0]);
8577                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8578         }
8579
8580         isl_set_free(set);
8581         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8582         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8583         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8584 error:
8585         isl_set_free(set);
8586         isl_basic_map_free(bmap);
8587         return NULL;
8588 }
8589
8590 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8591 {
8592         unsigned dim;
8593         int size = 0;
8594
8595         if (!bset)
8596                 return -1;
8597
8598         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8599         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8600         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8601         size += bset->n_div * (2 + dim);
8602
8603         return size;
8604 }
8605
8606 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8607 {
8608         int i;
8609         int size = 0;
8610
8611         if (!set)
8612                 return -1;
8613
8614         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8615                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8616
8617         return size;
8618 }
8619
8620 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8621  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8622  */
8623 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8624         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8625 {
8626         int i;
8627
8628         if (!bmap)
8629                 return -1;
8630
8631         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8632
8633         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8634
8635         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8636                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8637                         continue;
8638                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8639                         return 1;
8640         }
8641
8642         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8643                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8644                         return 1;
8645
8646         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8647                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8648                 if (sgn > 0)
8649                         lower = 1;
8650                 if (sgn < 0)
8651                         upper = 1;
8652         }
8653
8654         return lower && upper;
8655 }
8656
8657 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8658         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8659 {
8660         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
8661 }
8662
8663 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8664         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8665 {
8666         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
8667 }
8668
8669 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8670         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8671 {
8672         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
8673 }
8674
8675 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
8676         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8677 {
8678         int i;
8679
8680         if (!map)
8681                 return -1;
8682
8683         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8684                 int bounded;
8685                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
8686                 if (bounded < 0 || !bounded)
8687                         return bounded;
8688         }
8689
8690         return 1;
8691 }
8692
8693 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
8694  * and a lower bound.
8695  */
8696 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
8697         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8698 {
8699         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
8700 }
8701
8702 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
8703         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
8704         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8705                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
8706 {
8707         int i;
8708
8709         if (!map)
8710                 return -1;
8711
8712         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8713                 int bounded;
8714                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
8715                 if (bounded < 0 || bounded)
8716                         return bounded;
8717         }
8718
8719         return 0;
8720 }
8721
8722 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
8723  */
8724 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8725         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8726 {
8727         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
8728 }
8729
8730 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
8731  */
8732 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
8733         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8734 {
8735         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
8736 }
8737
8738 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
8739  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
8740  * elements of the array "signs".
8741  * Sign
8742  *      1 means that the variable is non-negative
8743  *      -1 means that the variable is non-positive
8744  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
8745  */
8746 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8747         unsigned first, unsigned n, int *signs)
8748 {
8749         isl_vec *bound = NULL;
8750         struct isl_tab *tab = NULL;
8751         struct isl_tab_undo *snap;
8752         int i;
8753
8754         if (!bset || !signs)
8755                 return -1;
8756
8757         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
8758         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
8759         if (!bound || !tab)
8760                 goto error;
8761
8762         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
8763         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
8764
8765         snap = isl_tab_snap(tab);
8766         for (i = 0; i < n; ++i) {
8767                 int empty;
8768
8769                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
8770                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8771                         goto error;
8772                 empty = tab->empty;
8773                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8774                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8775                         goto error;
8776
8777                 if (empty) {
8778                         signs[i] = 1;
8779                         continue;
8780                 }
8781
8782                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
8783                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
8784                         goto error;
8785                 empty = tab->empty;
8786                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
8787                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
8788                         goto error;
8789
8790                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
8791         }
8792
8793         isl_tab_free(tab);
8794         isl_vec_free(bound);
8795         return 0;
8796 error:
8797         isl_tab_free(tab);
8798         isl_vec_free(bound);
8799         return -1;
8800 }
8801
8802 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8803         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
8804 {
8805         if (!bset || !signs)
8806                 return -1;
8807         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
8808                 return -1);
8809
8810         first += pos(bset->dim, type) - 1;
8811         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
8812 }
8813
8814 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
8815  * In particular, for each output dimension, check that there is
8816  * an equality that defines the output dimension in terms of
8817  * earlier dimensions.
8818  */
8819 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8820 {
8821         int i, j;
8822         unsigned total;
8823         unsigned n_out;
8824         unsigned o_out;
8825
8826         if (!bmap)
8827                 return -1;
8828
8829         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
8830         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
8831         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
8832
8833         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
8834                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
8835                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
8836                                 continue;
8837                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
8838                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
8839                                 break;
8840                 }
8841                 if (j >= bmap->n_eq)
8842                         return 0;
8843         }
8844
8845         return 1;
8846 }
8847
8848 /* Check if the given map is obviously single-valued.
8849  */
8850 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8851 {
8852         if (!map)
8853                 return -1;
8854         if (map->n == 0)
8855                 return 1;
8856         if (map->n >= 2)
8857                 return 0;
8858
8859         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
8860 }
8861
8862 /* Check if the given map is single-valued.
8863  * We simply compute
8864  *
8865  *      M \circ M^-1
8866  *
8867  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
8868  */
8869 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
8870 {
8871         isl_space *dim;
8872         isl_map *test;
8873         isl_map *id;
8874         int sv;
8875
8876         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8877         if (sv < 0 || sv)
8878                 return sv;
8879
8880         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
8881         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
8882
8883         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
8884         id = isl_map_identity(dim);
8885
8886         sv = isl_map_is_subset(test, id);
8887
8888         isl_map_free(test);
8889         isl_map_free(id);
8890
8891         return sv;
8892 }
8893
8894 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8895 {
8896         int in;
8897
8898         map = isl_map_copy(map);
8899         map = isl_map_reverse(map);
8900         in = isl_map_is_single_valued(map);
8901         isl_map_free(map);
8902
8903         return in;
8904 }
8905
8906 /* Check if the given map is obviously injective.
8907  */
8908 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
8909 {
8910         int in;
8911
8912         map = isl_map_copy(map);
8913         map = isl_map_reverse(map);
8914         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
8915         isl_map_free(map);
8916
8917         return in;
8918 }
8919
8920 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
8921 {
8922         int sv;
8923
8924         sv = isl_map_is_single_valued(map);
8925         if (sv < 0 || !sv)
8926                 return sv;
8927
8928         return isl_map_is_injective(map);
8929 }
8930
8931 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
8932 {
8933         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
8934 }
8935
8936 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
8937 {
8938         int ok;
8939         isl_set *delta;
8940
8941         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
8942         ok = isl_set_is_singleton(delta);
8943         isl_set_free(delta);
8944
8945         return ok;
8946 }
8947
8948 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
8949 {
8950         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
8951                 return 0;
8952         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
8953                 return 0;
8954         return 1;
8955 }
8956
8957 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8958 {
8959         int i, j;
8960         unsigned nvar;
8961         unsigned ovar;
8962
8963         if (!bset)
8964                 return -1;
8965
8966         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
8967                 return 0;
8968
8969         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
8970         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
8971         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
8972                 int lower = 0, upper = 0;
8973                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8974                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
8975                                 continue;
8976                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8977                                 return 0;
8978                         break;
8979                 }
8980                 if (i < bset->n_eq)
8981                         continue;
8982                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8983                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8984                                 continue;
8985                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
8986                                 return 0;
8987                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
8988                                 lower = 1;
8989                         else
8990                                 upper = 1;
8991                 }
8992                 if (!lower || !upper)
8993                         return 0;
8994         }
8995
8996         return 1;
8997 }
8998
8999 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9000 {
9001         if (!set)
9002                 return -1;
9003         if (set->n != 1)
9004                 return 0;
9005
9006         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9007 }
9008
9009 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9010 {
9011         if (!bset)
9012                 return -1;
9013         
9014         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9015 }
9016
9017 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9018 {
9019         if (!set)
9020                 return -1;
9021         
9022         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9023 }
9024
9025 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9026 {
9027         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9028         if (!bmap)
9029                 return NULL;
9030
9031         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9032         if (!bmap->dim)
9033                 goto error;
9034
9035         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9036
9037         return (isl_basic_set *)bmap;
9038 error:
9039         isl_basic_map_free(bmap);
9040         return NULL;
9041 }
9042
9043 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9044 {
9045         int i;
9046
9047         map = isl_map_cow(map);
9048         if (!map)
9049                 return NULL;
9050
9051         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9052                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9053                 if (!map->p[i])
9054                         goto error;
9055         }
9056         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9057         if (!map->dim)
9058                 goto error;
9059
9060         return (isl_set *)map;
9061 error:
9062         isl_map_free(map);
9063         return NULL;
9064 }
9065
9066 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9067 {
9068         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9069         if (!bset)
9070                 return NULL;
9071
9072         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9073         if (!bset->dim)
9074                 goto error;
9075
9076         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9077
9078         return (isl_basic_map *)bset;
9079 error:
9080         isl_basic_set_free(bset);
9081         return NULL;
9082 }
9083
9084 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9085 {
9086         int i;
9087
9088         if (!set)
9089                 return NULL;
9090
9091         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9092                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9093                         goto error);
9094
9095         set = isl_set_cow(set);
9096         if (!set)
9097                 return NULL;
9098
9099         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9100                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9101                 if (!set->p[i])
9102                         goto error;
9103         }
9104
9105         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9106         if (!set->dim)
9107                 goto error;
9108
9109         return (isl_map *)set;
9110 error:
9111         isl_set_free(set);
9112         return NULL;
9113 }
9114
9115 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9116         enum isl_dim_type type)
9117 {
9118         if (!bmap)
9119                 return NULL;
9120
9121         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9122                 return bmap;
9123
9124         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9125         if (!bmap)
9126                 return NULL;
9127
9128         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9129         if (!bmap->dim)
9130                 goto error;
9131
9132         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9133
9134         return bmap;
9135 error:
9136         isl_basic_map_free(bmap);
9137         return NULL;
9138 }
9139
9140 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9141         enum isl_dim_type type)
9142 {
9143         int i;
9144
9145         if (!map)
9146                 return NULL;
9147
9148         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9149                 return map;
9150
9151         map = isl_map_cow(map);
9152         if (!map)
9153                 return NULL;
9154
9155         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9156                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9157                 if (!map->p[i])
9158                         goto error;
9159         }
9160         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9161         if (!map->dim)
9162                 goto error;
9163
9164         return map;
9165 error:
9166         isl_map_free(map);
9167         return NULL;
9168 }
9169
9170 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9171 {
9172         if (!bmap)
9173                 return NULL;
9174
9175         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9176                 return bmap;
9177
9178         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9179         if (!bmap)
9180                 return NULL;
9181
9182         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9183         if (!bmap->dim)
9184                 goto error;
9185
9186         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9187
9188         return bmap;
9189 error:
9190         isl_basic_map_free(bmap);
9191         return NULL;
9192 }
9193
9194 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9195 {
9196         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9197 }
9198
9199 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9200         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9201 {
9202         if (!bmap)
9203                 return NULL;
9204
9205         if (!bmap->dim->nested[0])
9206                 return bmap;
9207
9208         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9209         if (!bmap)
9210                 return NULL;
9211
9212         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9213         if (!bmap->dim)
9214                 goto error;
9215
9216         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9217
9218         return bmap;
9219 error:
9220         isl_basic_map_free(bmap);
9221         return NULL;
9222 }
9223
9224 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9225         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9226 {
9227         if (!bmap)
9228                 return NULL;
9229
9230         if (!bmap->dim->nested[1])
9231                 return bmap;
9232
9233         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9234         if (!bmap)
9235                 return NULL;
9236
9237         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9238         if (!bmap->dim)
9239                 goto error;
9240
9241         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9242
9243         return bmap;
9244 error:
9245         isl_basic_map_free(bmap);
9246         return NULL;
9247 }
9248
9249 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9250 {
9251         int i;
9252
9253         if (!map)
9254                 return NULL;
9255
9256         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9257                 return map;
9258
9259         map = isl_map_cow(map);
9260         if (!map)
9261                 return NULL;
9262
9263         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9264                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9265                 if (!map->p[i])
9266                         goto error;
9267         }
9268         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9269         if (!map->dim)
9270                 goto error;
9271
9272         return map;
9273 error:
9274         isl_map_free(map);
9275         return NULL;
9276 }
9277
9278 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9279 {
9280         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9281 }
9282
9283 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9284 {
9285         isl_space *dim, *flat_dim;
9286         isl_map *map;
9287
9288         dim = isl_set_get_space(set);
9289         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9290         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9291         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9292
9293         return map;
9294 }
9295
9296 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9297 {
9298         int i;
9299
9300         if (!map)
9301                 return NULL;
9302
9303         if (!map->dim->nested[0])
9304                 return map;
9305
9306         map = isl_map_cow(map);
9307         if (!map)
9308                 return NULL;
9309
9310         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9311                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9312                 if (!map->p[i])
9313                         goto error;
9314         }
9315         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9316         if (!map->dim)
9317                 goto error;
9318
9319         return map;
9320 error:
9321         isl_map_free(map);
9322         return NULL;
9323 }
9324
9325 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9326 {
9327         int i;
9328
9329         if (!map)
9330                 return NULL;
9331
9332         if (!map->dim->nested[1])
9333                 return map;
9334
9335         map = isl_map_cow(map);
9336         if (!map)
9337                 return NULL;
9338
9339         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9340                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9341                 if (!map->p[i])
9342                         goto error;
9343         }
9344         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9345         if (!map->dim)
9346                 goto error;
9347
9348         return map;
9349 error:
9350         isl_map_free(map);
9351         return NULL;
9352 }
9353
9354 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9355  * and set the dimension specification to "dim".
9356  */
9357 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9358         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9359 {
9360         isl_basic_map *res;
9361         unsigned flags;
9362
9363         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9364         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9365                 goto error;
9366
9367         flags = bmap->flags;
9368         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9369         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9370         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9371         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9372                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9373         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9374         if (res)
9375                 res->flags = flags;
9376         res = isl_basic_map_finalize(res);
9377         return res;
9378 error:
9379         free(dim_map);
9380         isl_basic_map_free(bmap);
9381         isl_space_free(dim);
9382         return NULL;
9383 }
9384
9385 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9386  */
9387 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9388         __isl_take isl_reordering *r)
9389 {
9390         int i;
9391         struct isl_dim_map *dim_map;
9392
9393         map = isl_map_cow(map);
9394         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9395         if (!map || !r || !dim_map)
9396                 goto error;
9397
9398         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9399                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9400
9401                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9402
9403                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9404                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9405
9406                 if (!map->p[i])
9407                         goto error;
9408         }
9409
9410         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9411
9412         isl_reordering_free(r);
9413         free(dim_map);
9414         return map;
9415 error:
9416         free(dim_map);
9417         isl_map_free(map);
9418         isl_reordering_free(r);
9419         return NULL;
9420 }
9421
9422 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9423         __isl_take isl_reordering *r)
9424 {
9425         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9426 }
9427
9428 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9429         __isl_take isl_space *model)
9430 {
9431         isl_ctx *ctx;
9432
9433         if (!map || !model)
9434                 goto error;
9435
9436         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9437         if (!isl_space_has_named_params(model))
9438                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9439                         "model has unnamed parameters", goto error);
9440         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9441                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9442                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9443         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9444                 isl_reordering *exp;
9445
9446                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9447                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9448                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9449                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9450                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9451                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9452                 map = isl_map_realign(map, exp);
9453         }
9454
9455         isl_space_free(model);
9456         return map;
9457 error:
9458         isl_space_free(model);
9459         isl_map_free(map);
9460         return NULL;
9461 }
9462
9463 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9464         __isl_take isl_space *model)
9465 {
9466         return isl_map_align_params(set, model);
9467 }
9468
9469 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9470                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9471                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9472                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9473 {
9474         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9475         struct isl_mat *mat;
9476         int i, j, k;
9477         int pos;
9478
9479         if (!bmap)
9480                 return NULL;
9481         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9482                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9483         if (!mat)
9484                 return NULL;
9485         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9486                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9487                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9488                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9489                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9490                                             bmap->eq[i][off + k]);
9491                                 ++pos;
9492                         }
9493                 }
9494
9495         return mat;
9496 }
9497
9498 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9499                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9500                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9501                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9502 {
9503         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9504         struct isl_mat *mat;
9505         int i, j, k;
9506         int pos;
9507
9508         if (!bmap)
9509                 return NULL;
9510         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9511                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9512         if (!mat)
9513                 return NULL;
9514         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9515                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9516                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9517                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9518                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9519                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9520                                 ++pos;
9521                         }
9522                 }
9523
9524         return mat;
9525 }
9526
9527 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9528         __isl_take isl_space *dim,
9529         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9530         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9531         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9532 {
9533         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9534         isl_basic_map *bmap;
9535         unsigned total;
9536         unsigned extra;
9537         int i, j, k, l;
9538         int pos;
9539
9540         if (!dim || !eq || !ineq)
9541                 goto error;
9542
9543         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9544                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9545                         "equalities and inequalities matrices should have "
9546                         "same number of columns", goto error);
9547
9548         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9549
9550         if (eq->n_col < total)
9551                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9552                         "number of columns too small", goto error);
9553
9554         extra = eq->n_col - total;
9555
9556         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9557                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9558         if (!bmap)
9559                 goto error;
9560         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9561                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9562                 if (k < 0)
9563                         goto error;
9564                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
9565         }
9566         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
9567                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9568                 if (l < 0)
9569                         goto error;
9570                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9571                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9572                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9573                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
9574                                             eq->row[i][pos]);
9575                                 ++pos;
9576                         }
9577                 }
9578         }
9579         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
9580                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9581                 if (l < 0)
9582                         goto error;
9583                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9584                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9585                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9586                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
9587                                             ineq->row[i][pos]);
9588                                 ++pos;
9589                         }
9590                 }
9591         }
9592
9593         isl_space_free(dim);
9594         isl_mat_free(eq);
9595         isl_mat_free(ineq);
9596
9597         return bmap;
9598 error:
9599         isl_space_free(dim);
9600         isl_mat_free(eq);
9601         isl_mat_free(ineq);
9602         return NULL;
9603 }
9604
9605 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
9606         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9607         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9608 {
9609         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9610                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9611 }
9612
9613 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
9614         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
9615         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9616 {
9617         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
9618                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9619 }
9620
9621 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
9622         __isl_take isl_space *dim,
9623         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9624         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
9625 {
9626         return (isl_basic_set*)
9627             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
9628                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
9629 }
9630
9631 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9632 {
9633         if (!bmap)
9634                 return -1;
9635         
9636         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
9637 }
9638
9639 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
9640 {
9641         if (!map)
9642                 return -1;
9643         
9644         return isl_space_can_zip(map->dim);
9645 }
9646
9647 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
9648  * (A -> C) -> (B -> D).
9649  */
9650 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9651 {
9652         unsigned pos;
9653         unsigned n1;
9654         unsigned n2;
9655
9656         if (!bmap)
9657                 return NULL;
9658
9659         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
9660                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
9661                         "basic map cannot be zipped", goto error);
9662         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
9663                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
9664         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
9665         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
9666         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
9667         if (!bmap)
9668                 return NULL;
9669         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
9670         if (!bmap->dim)
9671                 goto error;
9672         return bmap;
9673 error:
9674         isl_basic_map_free(bmap);
9675         return NULL;
9676 }
9677
9678 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
9679  * (A -> C) -> (B -> D).
9680  */
9681 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
9682 {
9683         int i;
9684
9685         if (!map)
9686                 return NULL;
9687
9688         if (!isl_map_can_zip(map))
9689                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
9690                         goto error);
9691
9692         map = isl_map_cow(map);
9693         if (!map)
9694                 return NULL;
9695
9696         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9697                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
9698                 if (!map->p[i])
9699                         goto error;
9700         }
9701
9702         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
9703         if (!map->dim)
9704                 goto error;
9705
9706         return map;
9707 error:
9708         isl_map_free(map);
9709         return NULL;
9710 }
9711
9712 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
9713  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
9714  */
9715 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
9716 {
9717         int k;
9718         int pos;
9719         isl_local_space *ls;
9720         isl_basic_map *bmap;
9721
9722         if (!aff)
9723                 return NULL;
9724
9725         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
9726         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
9727         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
9728         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9729         if (k < 0)
9730                 goto error;
9731
9732         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9733         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
9734         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
9735         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
9736                     aff->v->size - (pos + 1));
9737
9738         isl_aff_free(aff);
9739         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9740         return bmap;
9741 error:
9742         isl_aff_free(aff);
9743         isl_basic_map_free(bmap);
9744         return NULL;
9745 }
9746
9747 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
9748  * to its range, with each dimension in the range equated to the
9749  * corresponding affine expression.
9750  */
9751 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
9752         __isl_take isl_multi_aff *maff)
9753 {
9754         int i;
9755         isl_space *space;
9756         isl_basic_map *bmap;
9757
9758         if (!maff)
9759                 return NULL;
9760
9761         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
9762                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
9763                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
9764
9765         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
9766         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
9767
9768         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
9769                 isl_aff *aff;
9770                 isl_basic_map *bmap_i;
9771
9772                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
9773                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
9774
9775                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
9776         }
9777
9778         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
9779
9780         isl_multi_aff_free(maff);
9781         return bmap;
9782 }
9783
9784 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
9785  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
9786  * where each coordinate in the range is prescribed by the
9787  * corresponding affine expression.
9788  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
9789  * domain_dim.
9790  */
9791 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
9792         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
9793 {
9794         int i;
9795         isl_space *dim;
9796         isl_basic_map *bmap;
9797
9798         if (!list)
9799                 return NULL;
9800
9801         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
9802         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
9803
9804         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
9805                 isl_aff *aff;
9806                 isl_basic_map *bmap_i;
9807
9808                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
9809                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
9810
9811                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
9812         }
9813
9814         isl_aff_list_free(list);
9815         return bmap;
9816 }
9817
9818 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
9819         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9820 {
9821         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
9822 }
9823
9824 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
9825  */
9826 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
9827         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9828 {
9829         isl_basic_map *bmap = NULL;
9830         int i;
9831
9832         if (!map)
9833                 return NULL;
9834
9835         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9836                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9837                         "index out of bounds", goto error);
9838         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9839                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9840                         "index out of bounds", goto error);
9841
9842         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
9843         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9844         if (i < 0)
9845                 goto error;
9846         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9847         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9848         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9849         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
9850         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9851         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9852
9853         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9854
9855         return map;
9856 error:
9857         isl_basic_map_free(bmap);
9858         isl_map_free(map);
9859         return NULL;
9860 }
9861
9862 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
9863  */
9864 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
9865         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
9866 {
9867         isl_basic_map *bmap = NULL;
9868         int i;
9869
9870         if (!map)
9871                 return NULL;
9872
9873         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
9874                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9875                         "index out of bounds", goto error);
9876         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
9877                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
9878                         "index out of bounds", goto error);
9879
9880         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
9881         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9882         if (i < 0)
9883                 goto error;
9884         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
9885         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
9886         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
9887         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
9888         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
9889         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9890
9891         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
9892
9893         return map;
9894 error:
9895         isl_basic_map_free(bmap);
9896         isl_map_free(map);
9897         return NULL;
9898 }
9899
9900 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9901         int pos)
9902 {
9903         isl_aff *div;
9904         isl_local_space *ls;
9905
9906         if (!bmap)
9907                 return NULL;
9908
9909         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
9910                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
9911                         "some divs are unknown", return NULL);
9912
9913         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
9914         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
9915         isl_local_space_free(ls);
9916
9917         return div;
9918 }
9919
9920 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9921         int pos)
9922 {
9923         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
9924 }
9925
9926 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
9927  *
9928  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
9929  *
9930  *      f/d
9931  *
9932  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
9933  *
9934  *      floor((a i + g)/m)
9935  *
9936  * is replaced by
9937  *
9938  *      floor((a f + d g)/(m d))
9939  *
9940  * Constraints of the form
9941  *
9942  *      a i + g
9943  *
9944  * are replaced by
9945  *
9946  *      a f + d g
9947  */
9948 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
9949         __isl_take isl_basic_set *bset,
9950         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
9951 {
9952         int i;
9953         isl_int v;
9954         isl_ctx *ctx;
9955
9956         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
9957                 return bset;
9958
9959         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9960         if (!bset || !subs)
9961                 goto error;
9962
9963         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
9964         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
9965                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9966                         "spaces don't match", goto error);
9967         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
9968                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
9969                         "cannot handle divs yet", goto error);
9970
9971         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
9972
9973         isl_int_init(v);
9974
9975         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9976                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
9977                         continue;
9978                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
9979                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
9980                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
9981                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
9982         }
9983
9984         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9985                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
9986                         continue;
9987                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
9988                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
9989                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
9990                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
9991         }
9992
9993         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
9994                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
9995                         continue;
9996                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
9997                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
9998                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
9999                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10000                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10001                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10002         }
10003
10004         isl_int_clear(v);
10005
10006         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10007         return isl_basic_set_finalize(bset);
10008 error:
10009         isl_basic_set_free(bset);
10010         return NULL;
10011 }
10012
10013 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10014  */
10015 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10016         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10017 {
10018         int i;
10019
10020         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10021                 return set;
10022
10023         set = isl_set_cow(set);
10024         if (!set || !subs)
10025                 goto error;
10026
10027         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10028                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10029                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10030                         goto error;
10031         }
10032
10033         return set;
10034 error:
10035         isl_set_free(set);
10036         return NULL;
10037 }