add isl_basic_{set,map}_align_params
[platform/upstream/isl.git] / isl_map.c
1 /*
2  * Copyright 2008-2009 Katholieke Universiteit Leuven
3  * Copyright 2010      INRIA Saclay
4  * Copyright 2012      Ecole Normale Superieure
5  *
6  * Use of this software is governed by the GNU LGPLv2.1 license
7  *
8  * Written by Sven Verdoolaege, K.U.Leuven, Departement
9  * Computerwetenschappen, Celestijnenlaan 200A, B-3001 Leuven, Belgium
10  * and INRIA Saclay - Ile-de-France, Parc Club Orsay Universite,
11  * ZAC des vignes, 4 rue Jacques Monod, 91893 Orsay, France 
12  * and Ecole Normale Superieure, 45 rue d’Ulm, 75230 Paris, France
13  */
14
15 #include <string.h>
16 #include <isl_ctx_private.h>
17 #include <isl_map_private.h>
18 #include <isl/blk.h>
19 #include "isl_space_private.h"
20 #include "isl_equalities.h"
21 #include <isl_list_private.h>
22 #include <isl/lp.h>
23 #include <isl/seq.h>
24 #include <isl/set.h>
25 #include <isl/map.h>
26 #include "isl_map_piplib.h"
27 #include <isl_reordering.h>
28 #include "isl_sample.h"
29 #include "isl_tab.h"
30 #include <isl/vec.h>
31 #include <isl_mat_private.h>
32 #include <isl_dim_map.h>
33 #include <isl_local_space_private.h>
34 #include <isl_aff_private.h>
35 #include <isl_options_private.h>
36
37 static unsigned n(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
38 {
39         switch (type) {
40         case isl_dim_param:     return dim->nparam;
41         case isl_dim_in:        return dim->n_in;
42         case isl_dim_out:       return dim->n_out;
43         case isl_dim_all:       return dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
44         default:                return 0;
45         }
46 }
47
48 static unsigned pos(__isl_keep isl_space *dim, enum isl_dim_type type)
49 {
50         switch (type) {
51         case isl_dim_param:     return 1;
52         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
53         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
54         default:                return 0;
55         }
56 }
57
58 unsigned isl_basic_map_dim(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
59                                 enum isl_dim_type type)
60 {
61         if (!bmap)
62                 return 0;
63         switch (type) {
64         case isl_dim_cst:       return 1;
65         case isl_dim_param:
66         case isl_dim_in:
67         case isl_dim_out:       return isl_space_dim(bmap->dim, type);
68         case isl_dim_div:       return bmap->n_div;
69         case isl_dim_all:       return isl_basic_map_total_dim(bmap);
70         default:                return 0;
71         }
72 }
73
74 unsigned isl_map_dim(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
75 {
76         return map ? n(map->dim, type) : 0;
77 }
78
79 unsigned isl_set_dim(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type)
80 {
81         return set ? n(set->dim, type) : 0;
82 }
83
84 unsigned isl_basic_map_offset(struct isl_basic_map *bmap,
85                                         enum isl_dim_type type)
86 {
87         isl_space *dim = bmap->dim;
88         switch (type) {
89         case isl_dim_cst:       return 0;
90         case isl_dim_param:     return 1;
91         case isl_dim_in:        return 1 + dim->nparam;
92         case isl_dim_out:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in;
93         case isl_dim_div:       return 1 + dim->nparam + dim->n_in + dim->n_out;
94         default:                return 0;
95         }
96 }
97
98 unsigned isl_basic_set_offset(struct isl_basic_set *bset,
99                                         enum isl_dim_type type)
100 {
101         return isl_basic_map_offset(bset, type);
102 }
103
104 static unsigned map_offset(struct isl_map *map, enum isl_dim_type type)
105 {
106         return pos(map->dim, type);
107 }
108
109 unsigned isl_basic_set_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset,
110                                 enum isl_dim_type type)
111 {
112         return isl_basic_map_dim(bset, type);
113 }
114
115 unsigned isl_basic_set_n_dim(__isl_keep isl_basic_set *bset)
116 {
117         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
118 }
119
120 unsigned isl_basic_set_n_param(__isl_keep isl_basic_set *bset)
121 {
122         return isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
123 }
124
125 unsigned isl_basic_set_total_dim(const struct isl_basic_set *bset)
126 {
127         if (!bset)
128                 return 0;
129         return isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->n_div;
130 }
131
132 unsigned isl_set_n_dim(__isl_keep isl_set *set)
133 {
134         return isl_set_dim(set, isl_dim_set);
135 }
136
137 unsigned isl_set_n_param(__isl_keep isl_set *set)
138 {
139         return isl_set_dim(set, isl_dim_param);
140 }
141
142 unsigned isl_basic_map_n_in(const struct isl_basic_map *bmap)
143 {
144         return bmap ? bmap->dim->n_in : 0;
145 }
146
147 unsigned isl_basic_map_n_out(const struct isl_basic_map *bmap)
148 {
149         return bmap ? bmap->dim->n_out : 0;
150 }
151
152 unsigned isl_basic_map_n_param(const struct isl_basic_map *bmap)
153 {
154         return bmap ? bmap->dim->nparam : 0;
155 }
156
157 unsigned isl_basic_map_n_div(const struct isl_basic_map *bmap)
158 {
159         return bmap ? bmap->n_div : 0;
160 }
161
162 unsigned isl_basic_map_total_dim(const struct isl_basic_map *bmap)
163 {
164         return bmap ? isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->n_div : 0;
165 }
166
167 unsigned isl_map_n_in(const struct isl_map *map)
168 {
169         return map ? map->dim->n_in : 0;
170 }
171
172 unsigned isl_map_n_out(const struct isl_map *map)
173 {
174         return map ? map->dim->n_out : 0;
175 }
176
177 unsigned isl_map_n_param(const struct isl_map *map)
178 {
179         return map ? map->dim->nparam : 0;
180 }
181
182 int isl_map_compatible_domain(struct isl_map *map, struct isl_set *set)
183 {
184         int m;
185         if (!map || !set)
186                 return -1;
187         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
188         if (m < 0 || !m)
189                 return m;
190         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, set->dim, isl_dim_set);
191 }
192
193 int isl_basic_map_compatible_domain(struct isl_basic_map *bmap,
194                 struct isl_basic_set *bset)
195 {
196         int m;
197         if (!bmap || !bset)
198                 return -1;
199         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
200         if (m < 0 || !m)
201                 return m;
202         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bset->dim, isl_dim_set);
203 }
204
205 int isl_map_compatible_range(__isl_keep isl_map *map, __isl_keep isl_set *set)
206 {
207         int m;
208         if (!map || !set)
209                 return -1;
210         m = isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param);
211         if (m < 0 || !m)
212                 return m;
213         return isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_out, set->dim, isl_dim_set);
214 }
215
216 int isl_basic_map_compatible_range(struct isl_basic_map *bmap,
217                 struct isl_basic_set *bset)
218 {
219         int m;
220         if (!bmap || !bset)
221                 return -1;
222         m = isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, bset->dim, isl_dim_param);
223         if (m < 0 || !m)
224                 return m;
225         return isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_out, bset->dim, isl_dim_set);
226 }
227
228 isl_ctx *isl_basic_map_get_ctx(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
229 {
230         return bmap ? bmap->ctx : NULL;
231 }
232
233 isl_ctx *isl_basic_set_get_ctx(__isl_keep isl_basic_set *bset)
234 {
235         return bset ? bset->ctx : NULL;
236 }
237
238 isl_ctx *isl_map_get_ctx(__isl_keep isl_map *map)
239 {
240         return map ? map->ctx : NULL;
241 }
242
243 isl_ctx *isl_set_get_ctx(__isl_keep isl_set *set)
244 {
245         return set ? set->ctx : NULL;
246 }
247
248 __isl_give isl_space *isl_basic_map_get_space(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
249 {
250         if (!bmap)
251                 return NULL;
252         return isl_space_copy(bmap->dim);
253 }
254
255 __isl_give isl_space *isl_basic_set_get_space(__isl_keep isl_basic_set *bset)
256 {
257         if (!bset)
258                 return NULL;
259         return isl_space_copy(bset->dim);
260 }
261
262 /* Extract the divs in "bmap" as a matrix.
263  */
264 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_get_divs(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
265 {
266         int i;
267         isl_ctx *ctx;
268         isl_mat *div;
269         unsigned total;
270         unsigned cols;
271
272         if (!bmap)
273                 return NULL;
274
275         ctx = isl_basic_map_get_ctx(bmap);
276         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
277         cols = 1 + 1 + total + bmap->n_div;
278         div = isl_mat_alloc(ctx, bmap->n_div, cols);
279         if (!div)
280                 return NULL;
281
282         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
283                 isl_seq_cpy(div->row[i], bmap->div[i], cols);
284
285         return div;
286 }
287
288 __isl_give isl_local_space *isl_basic_map_get_local_space(
289         __isl_keep isl_basic_map *bmap)
290 {
291         isl_mat *div;
292
293         if (!bmap)
294                 return NULL;
295
296         div = isl_basic_map_get_divs(bmap);
297         return isl_local_space_alloc_div(isl_space_copy(bmap->dim), div);
298 }
299
300 __isl_give isl_local_space *isl_basic_set_get_local_space(
301         __isl_keep isl_basic_set *bset)
302 {
303         return isl_basic_map_get_local_space(bset);
304 }
305
306 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_local_space(
307         __isl_take isl_local_space *ls)
308 {
309         int i;
310         int n_div;
311         isl_basic_map *bmap;
312
313         if (!ls)
314                 return NULL;
315
316         n_div = isl_local_space_dim(ls, isl_dim_div);
317         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_local_space_get_space(ls),
318                                         n_div, 0, 2 * n_div);
319
320         for (i = 0; i < n_div; ++i)
321                 if (isl_basic_map_alloc_div(bmap) < 0)
322                         goto error;
323
324         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
325                 isl_seq_cpy(bmap->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
326                 if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
327                         goto error;
328         }
329                                         
330         isl_local_space_free(ls);
331         return bmap;
332 error:
333         isl_local_space_free(ls);
334         isl_basic_map_free(bmap);
335         return NULL;
336 }
337
338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_local_space(
339         __isl_take isl_local_space *ls)
340 {
341         return isl_basic_map_from_local_space(ls);
342 }
343
344 __isl_give isl_space *isl_map_get_space(__isl_keep isl_map *map)
345 {
346         if (!map)
347                 return NULL;
348         return isl_space_copy(map->dim);
349 }
350
351 __isl_give isl_space *isl_set_get_space(__isl_keep isl_set *set)
352 {
353         if (!set)
354                 return NULL;
355         return isl_space_copy(set->dim);
356 }
357
358 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_tuple_name(
359         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type, const char *s)
360 {
361         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
362         if (!bmap)
363                 return NULL;
364         bmap->dim = isl_space_set_tuple_name(bmap->dim, type, s);
365         if (!bmap->dim)
366                 goto error;
367         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
368         return bmap;
369 error:
370         isl_basic_map_free(bmap);
371         return NULL;
372 }
373
374 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_tuple_name(
375         __isl_take isl_basic_set *bset, const char *s)
376 {
377         return isl_basic_map_set_tuple_name(bset, isl_dim_set, s);
378 }
379
380 const char *isl_basic_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
381         enum isl_dim_type type)
382 {
383         return bmap ? isl_space_get_tuple_name(bmap->dim, type) : NULL;
384 }
385
386 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_name(__isl_take isl_map *map,
387         enum isl_dim_type type, const char *s)
388 {
389         int i;
390
391         map = isl_map_cow(map);
392         if (!map)
393                 return NULL;
394
395         map->dim = isl_space_set_tuple_name(map->dim, type, s);
396         if (!map->dim)
397                 goto error;
398
399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
400                 map->p[i] = isl_basic_map_set_tuple_name(map->p[i], type, s);
401                 if (!map->p[i])
402                         goto error;
403         }
404
405         return map;
406 error:
407         isl_map_free(map);
408         return NULL;
409 }
410
411 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
412         enum isl_dim_type type)
413 {
414         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
415 }
416
417 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
418         const char *s)
419 {
420         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
421 }
422
423 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
424         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
425 {
426         map = isl_map_cow(map);
427         if (!map)
428                 return isl_id_free(id);
429
430         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
431
432         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
433 }
434
435 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
436         __isl_take isl_id *id)
437 {
438         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
439 }
440
441 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
442         enum isl_dim_type type)
443 {
444         map = isl_map_cow(map);
445         if (!map)
446                 return NULL;
447
448         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
449
450         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
451 }
452
453 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
454 {
455         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
456 }
457
458 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
459 {
460         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
461 }
462
463 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
464         enum isl_dim_type type)
465 {
466         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
467 }
468
469 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
470 {
471         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
472 }
473
474 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
475 {
476         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
477 }
478
479 /* Does the set tuple have a name?
480  */
481 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
484 }
485
486
487 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
488 {
489         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
490 }
491
492 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
493 {
494         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
495 }
496
497 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
498         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
499 {
500         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
501 }
502
503 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
504         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
505 {
506         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
507 }
508
509 /* Does the given dimension have a name?
510  */
511 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
512         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
513 {
514         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
515 }
516
517 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
518         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
519 {
520         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
521 }
522
523 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
524         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
525 {
526         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
527 }
528
529 /* Does the given dimension have a name?
530  */
531 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
532         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
533 {
534         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
535 }
536
537 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
538         __isl_take isl_basic_map *bmap,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
540 {
541         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
542         if (!bmap)
543                 return NULL;
544         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
545         if (!bmap->dim)
546                 goto error;
547         return isl_basic_map_finalize(bmap);
548 error:
549         isl_basic_map_free(bmap);
550         return NULL;
551 }
552
553 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
554         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
555 {
556         int i;
557
558         map = isl_map_cow(map);
559         if (!map)
560                 return NULL;
561
562         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
563         if (!map->dim)
564                 goto error;
565
566         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
567                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
568                 if (!map->p[i])
569                         goto error;
570         }
571
572         return map;
573 error:
574         isl_map_free(map);
575         return NULL;
576 }
577
578 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
579         __isl_take isl_basic_set *bset,
580         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
581 {
582         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
583                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
584 }
585
586 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
590 }
591
592 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
593         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
594 {
595         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
596 }
597
598 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
599         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
600 {
601         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
602 }
603
604 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
605         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
606 {
607         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
608 }
609
610 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
611         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
612 {
613         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
614 }
615
616 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
617         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
618 {
619         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
620 }
621
622 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
623         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
624 {
625         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
626 }
627
628 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
629         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
630 {
631         map = isl_map_cow(map);
632         if (!map)
633                 return isl_id_free(id);
634
635         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
636
637         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
638 }
639
640 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
641         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
642 {
643         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
644 }
645
646 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
647         __isl_keep isl_id *id)
648 {
649         if (!map)
650                 return -1;
651         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
652 }
653
654 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
655         __isl_keep isl_id *id)
656 {
657         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
658 }
659
660 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
661         const char *name)
662 {
663         if (!map)
664                 return -1;
665         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
666 }
667
668 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
669         const char *name)
670 {
671         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
672 }
673
674 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
675 {
676         if (!bmap)
677                 return -1;
678         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
679 }
680
681 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
682 {
683         return isl_basic_map_is_rational(bset);
684 }
685
686 /* Is this basic set a parameter domain?
687  */
688 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         if (!bset)
691                 return -1;
692         return isl_space_is_params(bset->dim);
693 }
694
695 /* Is this set a parameter domain?
696  */
697 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
698 {
699         if (!set)
700                 return -1;
701         return isl_space_is_params(set->dim);
702 }
703
704 /* Is this map actually a parameter domain?
705  * Users should never call this function.  Outside of isl,
706  * a map can never be a parameter domain.
707  */
708 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
709 {
710         if (!map)
711                 return -1;
712         return isl_space_is_params(map->dim);
713 }
714
715 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
716                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
717                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
718 {
719         int i;
720         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
721
722         bmap->ctx = ctx;
723         isl_ctx_ref(ctx);
724
725         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
726         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
727                 goto error;
728
729         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
730         if (!bmap->ineq)
731                 goto error;
732
733         if (extra == 0) {
734                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
735                 bmap->div = NULL;
736         } else {
737                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
738                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
739                         goto error;
740
741                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
742                 if (!bmap->div)
743                         goto error;
744         }
745
746         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
747                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
748
749         for (i = 0; i < extra; ++i)
750                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
751
752         bmap->ref = 1;
753         bmap->flags = 0;
754         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
755         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
756         bmap->extra = extra;
757         bmap->n_eq = 0;
758         bmap->n_ineq = 0;
759         bmap->n_div = 0;
760         bmap->sample = NULL;
761
762         return bmap;
763 error:
764         isl_basic_map_free(bmap);
765         return NULL;
766 }
767
768 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
769                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
770                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
771 {
772         struct isl_basic_map *bmap;
773         isl_space *space;
774
775         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
776         if (!space)
777                 return NULL;
778
779         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
780         return (struct isl_basic_set *)bmap;
781 }
782
783 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
784                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
785 {
786         struct isl_basic_map *bmap;
787         if (!dim)
788                 return NULL;
789         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
790         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
791         return (struct isl_basic_set *)bmap;
792 error:
793         isl_space_free(dim);
794         return NULL;
795 }
796
797 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
798                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
799 {
800         struct isl_basic_map *bmap;
801
802         if (!dim)
803                 return NULL;
804         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
805         if (!bmap)
806                 goto error;
807         bmap->dim = dim;
808
809         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
810 error:
811         isl_space_free(dim);
812         return NULL;
813 }
814
815 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
816                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
817                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
818 {
819         struct isl_basic_map *bmap;
820         isl_space *dim;
821
822         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
823         if (!dim)
824                 return NULL;
825
826         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
827         return bmap;
828 }
829
830 static void dup_constraints(
831                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
832 {
833         int i;
834         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
835
836         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
837                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
838                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
839         }
840
841         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
842                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
843                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
844         }
845
846         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
847                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
848                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
849         }
850         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
851 }
852
853 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
854 {
855         struct isl_basic_map *dup;
856
857         if (!bmap)
858                 return NULL;
859         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
860                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
861         if (!dup)
862                 return NULL;
863         dup_constraints(dup, bmap);
864         dup->flags = bmap->flags;
865         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
866         return dup;
867 }
868
869 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
870 {
871         struct isl_basic_map *dup;
872
873         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
874         return (struct isl_basic_set *)dup;
875 }
876
877 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
878 {
879         if (!bset)
880                 return NULL;
881
882         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
883                 bset->ref++;
884                 return bset;
885         }
886         return isl_basic_set_dup(bset);
887 }
888
889 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
890 {
891         if (!set)
892                 return NULL;
893
894         set->ref++;
895         return set;
896 }
897
898 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
899 {
900         if (!bmap)
901                 return NULL;
902
903         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
904                 bmap->ref++;
905                 return bmap;
906         }
907         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
908         if (bmap)
909                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
910         return bmap;
911 }
912
913 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
914 {
915         if (!map)
916                 return NULL;
917
918         map->ref++;
919         return map;
920 }
921
922 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
923 {
924         if (!bmap)
925                 return;
926
927         if (--bmap->ref > 0)
928                 return;
929
930         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
931         free(bmap->div);
932         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
933         free(bmap->ineq);
934         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
935         isl_vec_free(bmap->sample);
936         isl_space_free(bmap->dim);
937         free(bmap);
938 }
939
940 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
941 {
942         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
943 }
944
945 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
946 {
947         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
948 }
949
950 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
951         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
952         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
953                                     __isl_take isl_map *map2))
954 {
955         if (!map1 || !map2)
956                 goto error;
957         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
958                 return fn(map1, map2);
959         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
960             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
961                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
962                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
963         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
964         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
965         return fn(map1, map2);
966 error:
967         isl_map_free(map1);
968         isl_map_free(map2);
969         return NULL;
970 }
971
972 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
973         __isl_keep isl_map *map2,
974         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
975 {
976         int r;
977
978         if (!map1 || !map2)
979                 return -1;
980         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
981                 return fn(map1, map2);
982         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
983             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
984                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
985                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
986         map1 = isl_map_copy(map1);
987         map2 = isl_map_copy(map2);
988         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
989         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
990         r = fn(map1, map2);
991         isl_map_free(map1);
992         isl_map_free(map2);
993         return r;
994 }
995
996 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
997 {
998         struct isl_ctx *ctx;
999         if (!bmap)
1000                 return -1;
1001         ctx = bmap->ctx;
1002         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1003         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1004                         return -1);
1005         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1006         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1007         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1008         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1009         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1010         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1011                 isl_int *t;
1012                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1013                 if (j < 0)
1014                         return -1;
1015                 t = bmap->ineq[j];
1016                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1017                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1018                 bmap->eq[-1] = t;
1019                 bmap->n_eq++;
1020                 bmap->n_ineq--;
1021                 bmap->eq--;
1022                 return 0;
1023         }
1024         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1025                       bmap->extra - bmap->n_div);
1026         return bmap->n_eq++;
1027 }
1028
1029 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1030 {
1031         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1032 }
1033
1034 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1035 {
1036         if (!bmap)
1037                 return -1;
1038         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1039         bmap->n_eq -= n;
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1044 {
1045         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1046 }
1047
1048 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1049 {
1050         isl_int *t;
1051         if (!bmap)
1052                 return -1;
1053         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1054
1055         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1056                 t = bmap->eq[pos];
1057                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1058                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1059         }
1060         bmap->n_eq--;
1061         return 0;
1062 }
1063
1064 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1065 {
1066         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1067 }
1068
1069 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1070                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1071 {
1072         isl_int *t;
1073
1074         t = bmap->ineq[pos];
1075         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1076         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1077         bmap->eq[-1] = t;
1078         bmap->n_eq++;
1079         bmap->n_ineq--;
1080         bmap->eq--;
1081         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1082         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1083         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1085 }
1086
1087 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1088 {
1089         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1090 }
1091
1092 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1093 {
1094         struct isl_ctx *ctx;
1095         if (!bmap)
1096                 return -1;
1097         ctx = bmap->ctx;
1098         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1099         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1100         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1101         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1102         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1103         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1104                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1105                       bmap->extra - bmap->n_div);
1106         return bmap->n_ineq++;
1107 }
1108
1109 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1110 {
1111         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1112 }
1113
1114 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1115 {
1116         if (!bmap)
1117                 return -1;
1118         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1119         bmap->n_ineq -= n;
1120         return 0;
1121 }
1122
1123 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1124 {
1125         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1126 }
1127
1128 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1129 {
1130         isl_int *t;
1131         if (!bmap)
1132                 return -1;
1133         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1134
1135         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1136                 t = bmap->ineq[pos];
1137                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1138                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1139                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1140         }
1141         bmap->n_ineq--;
1142         return 0;
1143 }
1144
1145 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1146 {
1147         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1148 }
1149
1150 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1151         isl_int *eq)
1152 {
1153         int k;
1154
1155         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1156         if (!bmap)
1157                 return NULL;
1158         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1159         if (k < 0)
1160                 goto error;
1161         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1162         return bmap;
1163 error:
1164         isl_basic_map_free(bmap);
1165         return NULL;
1166 }
1167
1168 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1169         isl_int *eq)
1170 {
1171         return (isl_basic_set *)
1172                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1173 }
1174
1175 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1176         isl_int *ineq)
1177 {
1178         int k;
1179
1180         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1181         if (!bmap)
1182                 return NULL;
1183         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1184         if (k < 0)
1185                 goto error;
1186         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1187         return bmap;
1188 error:
1189         isl_basic_map_free(bmap);
1190         return NULL;
1191 }
1192
1193 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1194         isl_int *ineq)
1195 {
1196         return (isl_basic_set *)
1197                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1198 }
1199
1200 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1201 {
1202         if (!bmap)
1203                 return -1;
1204         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1205         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1206                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1207                       bmap->extra - bmap->n_div);
1208         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1209         return bmap->n_div++;
1210 }
1211
1212 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1213 {
1214         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1215 }
1216
1217 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1218 {
1219         if (!bmap)
1220                 return -1;
1221         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1222         bmap->n_div -= n;
1223         return 0;
1224 }
1225
1226 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1227 {
1228         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1229 }
1230
1231 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1232  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1233  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1234  * variables.
1235  */
1236 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1237                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1238                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1239 {
1240         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1241         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1242         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1243         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1244         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1245         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1246         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1247         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1248         if (dst_nparam > src_nparam)
1249                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1250                                 dst_nparam - src_nparam);
1251         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1252         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1253                     src+1+src_nparam,
1254                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1255         if (dst_in-in_off > src_in)
1256                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1257                                 dst_in - in_off - src_in);
1258         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1259         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1260                     src+1+src_nparam+src_in,
1261                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1262         if (dst_out-out_off > src_out)
1263                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1264                                 dst_out - out_off - src_out);
1265         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1266         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1267                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1268                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1269         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1270                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1271                                 div_off+src_map->n_div,
1272                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1273 }
1274
1275 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1276                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1277                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1278 {
1279         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1280         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1281 }
1282
1283 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1284                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1285 {
1286         int i;
1287         unsigned div_off;
1288
1289         if (!bmap1 || !bmap2)
1290                 goto error;
1291
1292         div_off = bmap1->n_div;
1293
1294         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1295                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1296                 if (i1 < 0)
1297                         goto error;
1298                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1299                                 i_pos, o_pos, div_off);
1300         }
1301
1302         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1303                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1304                 if (i1 < 0)
1305                         goto error;
1306                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1307                                 i_pos, o_pos, div_off);
1308         }
1309
1310         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1311                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1312                 if (i1 < 0)
1313                         goto error;
1314                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1315                          i_pos, o_pos, div_off);
1316         }
1317
1318         isl_basic_map_free(bmap2);
1319
1320         return bmap1;
1321
1322 error:
1323         isl_basic_map_free(bmap1);
1324         isl_basic_map_free(bmap2);
1325         return NULL;
1326 }
1327
1328 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1329                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1330 {
1331         return (struct isl_basic_set *)
1332                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1333                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1334 }
1335
1336 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1337                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1338                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1339 {
1340         struct isl_basic_map *ext;
1341         unsigned flags;
1342         int dims_ok;
1343
1344         if (!dim)
1345                 goto error;
1346
1347         if (!base)
1348                 goto error;
1349
1350         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1351                   base->extra >= base->n_div + extra;
1352
1353         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1354                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1355                 isl_space_free(dim);
1356                 return base;
1357         }
1358
1359         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1360         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1361         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1362         extra += base->extra;
1363         n_eq += base->n_eq;
1364         n_ineq += base->n_ineq;
1365
1366         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1367         dim = NULL;
1368         if (!ext)
1369                 goto error;
1370
1371         if (dims_ok)
1372                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1373         flags = base->flags;
1374         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1375         if (ext) {
1376                 ext->flags = flags;
1377                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1378         }
1379
1380         return ext;
1381
1382 error:
1383         isl_space_free(dim);
1384         isl_basic_map_free(base);
1385         return NULL;
1386 }
1387
1388 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1389                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1390                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1391 {
1392         return (struct isl_basic_set *)
1393                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1394                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1395 }
1396
1397 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1398                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1399 {
1400         if (!base)
1401                 return NULL;
1402         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1403                                         0, n_eq, n_ineq);
1404 }
1405
1406 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1407                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1408                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1409 {
1410         struct isl_basic_map *bmap;
1411         isl_space *dim;
1412
1413         if (!base)
1414                 return NULL;
1415         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1416         if (!dim)
1417                 goto error;
1418
1419         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1420         return bmap;
1421 error:
1422         isl_basic_map_free(base);
1423         return NULL;
1424 }
1425
1426 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1427                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1428                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1429 {
1430         return (struct isl_basic_set *)
1431                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1432                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1433 }
1434
1435 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1436                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1437 {
1438         return (struct isl_basic_set *)
1439                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1440                                                     n_eq, n_ineq);
1441 }
1442
1443 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1444 {
1445         return (struct isl_basic_set *)
1446                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1447 }
1448
1449 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1450 {
1451         if (!bmap)
1452                 return NULL;
1453
1454         if (bmap->ref > 1) {
1455                 bmap->ref--;
1456                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1457         }
1458         if (bmap)
1459                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1460         return bmap;
1461 }
1462
1463 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1464 {
1465         if (!set)
1466                 return NULL;
1467
1468         if (set->ref == 1)
1469                 return set;
1470         set->ref--;
1471         return isl_set_dup(set);
1472 }
1473
1474 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1475 {
1476         if (!map)
1477                 return NULL;
1478
1479         if (map->ref == 1)
1480                 return map;
1481         map->ref--;
1482         return isl_map_dup(map);
1483 }
1484
1485 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1486                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1487 {
1488         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1489         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1490         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1491 }
1492
1493 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1494         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1495 {
1496         int i;
1497         struct isl_blk blk;
1498
1499         if (!bmap)
1500                 goto error;
1501
1502         isl_assert(bmap->ctx,
1503                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1504
1505         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1506                 return bmap;
1507
1508         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1509         if (!bmap)
1510                 return NULL;
1511
1512         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1513         if (isl_blk_is_error(blk))
1514                 goto error;
1515
1516         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1517                 swap_vars(blk,
1518                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1519
1520         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1521                 swap_vars(blk,
1522                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1523
1524         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1525                 swap_vars(blk,
1526                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1527
1528         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1529
1530         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1531         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1532         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1533 error:
1534         isl_basic_map_free(bmap);
1535         return NULL;
1536 }
1537
1538 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1539         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1540 {
1541         unsigned dim;
1542         unsigned nparam;
1543
1544         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1545         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1546         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1547
1548         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1549 error:
1550         isl_basic_set_free(bset);
1551         return NULL;
1552 }
1553
1554 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1555 {
1556         int i = 0;
1557         unsigned total;
1558         if (!bmap)
1559                 goto error;
1560         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1561         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1562         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1563         if (bmap->n_eq > 0)
1564                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1565         else {
1566                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1567                 if (i < 0)
1568                         goto error;
1569         }
1570         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1571         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1572         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1573         isl_vec_free(bmap->sample);
1574         bmap->sample = NULL;
1575         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1576 error:
1577         isl_basic_map_free(bmap);
1578         return NULL;
1579 }
1580
1581 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1582 {
1583         return (struct isl_basic_set *)
1584                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1585 }
1586
1587 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1588 {
1589         int i;
1590         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1591         isl_int *t = bmap->div[a];
1592         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1593         bmap->div[b] = t;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1597
1598         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1599                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1600
1601         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1602                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1603         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1604 }
1605
1606 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1607  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1608  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1609  */
1610 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1611         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1612 {
1613         int i;
1614
1615         if (!map)
1616                 return NULL;
1617         if (n == 0)
1618                 return map;
1619
1620         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1621                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1622                         "index out of bounds", goto error);
1623
1624         map = isl_map_cow(map);
1625         if (!map)
1626                 return NULL;
1627
1628         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1629                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1630                 if (!map->p[i])
1631                         goto error;
1632         }
1633         return map;
1634 error:
1635         isl_map_free(map);
1636         return NULL;
1637 }
1638
1639 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1640  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1641  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1642  */
1643 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1644         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1645 {
1646         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1647 }
1648
1649 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1650  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1651  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1652  */
1653 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1654         unsigned first, unsigned n)
1655 {
1656         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1657 }
1658
1659 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1660         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1661 {
1662         if (!bmap)
1663                 return NULL;
1664         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1665                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1666         if (!bmap)
1667                 return NULL;
1668         bmap->n_div = 0;
1669         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1670 }
1671
1672 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1673         __isl_take isl_basic_set *bset)
1674 {
1675         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1676                         (struct isl_basic_map *)bset);
1677 }
1678
1679 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1680 {
1681         int i;
1682
1683         if (!map)
1684                 return NULL;
1685         if (map->n == 0)
1686                 return map;
1687
1688         map = isl_map_cow(map);
1689         if (!map)
1690                 return NULL;
1691         
1692         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1693                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1694                 if (!map->p[i])
1695                         goto error;
1696         }
1697         return map;
1698 error:
1699         isl_map_free(map);
1700         return NULL;
1701 }
1702
1703 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1704 {
1705         return isl_map_remove_divs(set);
1706 }
1707
1708 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1709         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1710 {
1711         if (!bmap)
1712                 return NULL;
1713         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1714                         goto error);
1715         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1716                 return bmap;
1717         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1718                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1719         if (!bmap)
1720                 return bmap;
1721         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1722                 return bmap;
1723         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1724         return bmap;
1725 error:
1726         isl_basic_map_free(bmap);
1727         return NULL;
1728 }
1729
1730 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1731  * any of the given variables.
1732  */
1733 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1734         unsigned first, unsigned n)
1735 {
1736         int i;
1737         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1738
1739         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1740                 return 0;
1741         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1742                 return 1;
1743
1744         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1745                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1746                         continue;
1747                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1748                         return 1;
1749         }
1750
1751         return 0;
1752 }
1753
1754 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1755  * based on inequality "i".
1756  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1757  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1758  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1759  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1760  *
1761  * The calling function has already checked that the inequality does not
1762  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1763  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1764  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1765  *
1766  * Let "div" be of the form
1767  *
1768  *      q = floor((a + f(x))/d)
1769  *
1770  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1771  *
1772  *      b + f(x) >= 0
1773  *
1774  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1775  * However, we allow a slightly more general form
1776  *
1777  *      b + g(x) >= 0
1778  *
1779  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1780  * divisible by d.
1781  * Rewriting this constraint as
1782  *
1783  *      0 >= -b - g(x)
1784  *
1785  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1786  *
1787  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1788  *
1789  * Taking the floor on both sides, we obtain
1790  *
1791  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1792  *
1793  * or
1794  *
1795  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1796  *
1797  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1798  *
1799  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1800  *
1801  */
1802 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1803         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1804         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1805 {
1806         int j;
1807
1808         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1809                 if (lb) {
1810                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1811                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1812                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1813                 }
1814                 if (ub) {
1815                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1816                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1817                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1818                 }
1819         }
1820         if (!lb && !ub)
1821                 return bmap;
1822
1823         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1824         if (lb) {
1825                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1826                 if (k < 0)
1827                         goto error;
1828                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1829                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1830                                         bmap->div[div][1 + j]);
1831                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1832                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1833                 }
1834                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1835         }
1836         if (ub) {
1837                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1838                 if (k < 0)
1839                         goto error;
1840                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1841                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1842                                         bmap->div[div][1 + j]);
1843                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1844                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1845                 }
1846                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1847         }
1848
1849         return bmap;
1850 error:
1851         isl_basic_map_free(bmap);
1852         return NULL;
1853 }
1854
1855 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1856  * using Fourier-Motzkin.
1857  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1858  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1859  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1860  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1861  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1862  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1863  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1864  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1865  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1866  * on "div".
1867  *
1868  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1869  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1870  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1871  * Consider, for example, the set
1872  *
1873  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1874  *
1875  * The second constraint can be rewritten as
1876  *
1877  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1878  *
1879  * from which we can derive
1880  *
1881  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1882  *
1883  * or
1884  *
1885  *      i + 2j <= 3 + 2k
1886  *
1887  * Combined with the first constraint, we obtain
1888  *
1889  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1890  *
1891  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1892  * the first constraint, we obtain
1893  *
1894  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1895  *
1896  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1897  *
1898  *      k >= -2
1899  */
1900 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1901         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1902 {
1903         int i;
1904         int check_lb, check_ub;
1905         isl_int v;
1906         unsigned total;
1907
1908         if (!bmap)
1909                 return NULL;
1910
1911         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1912                 return bmap;
1913
1914         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1915
1916         check_lb = 0;
1917         check_ub = 0;
1918         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1919                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
1920                 if (s > 0)
1921                         check_ub = 1;
1922                 if (s < 0)
1923                         check_lb = 1;
1924         }
1925
1926         if (!check_lb && !check_ub)
1927                 return bmap;
1928
1929         isl_int_init(v);
1930
1931         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1932                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
1933                         continue;
1934
1935                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
1936                                                         check_lb, check_ub);
1937         }
1938
1939         isl_int_clear(v);
1940
1941         return bmap;
1942 }
1943
1944 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1945  * in their definitions.
1946  */
1947 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1948         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1949         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1950 {
1951         int i;
1952
1953         if (!bmap)
1954                 return NULL;
1955         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1956                         goto error);
1957         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1958
1959         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1960                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1961                         continue;
1962                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
1963                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1964                 if (!bmap)
1965                         return NULL;
1966                 i = bmap->n_div;
1967         }
1968
1969         return bmap;
1970 error:
1971         isl_basic_map_free(bmap);
1972         return NULL;
1973 }
1974
1975 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1976         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1977 {
1978         int i;
1979
1980         if (!map)
1981                 return NULL;
1982         if (map->n == 0)
1983                 return map;
1984
1985         map = isl_map_cow(map);
1986         if (!map)
1987                 return NULL;
1988
1989         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1990                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
1991                                                                 type, first, n);
1992                 if (!map->p[i])
1993                         goto error;
1994         }
1995         return map;
1996 error:
1997         isl_map_free(map);
1998         return NULL;
1999 }
2000
2001 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2002         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2003 {
2004         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2005                                                               type, first, n);
2006 }
2007
2008 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2009  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2010  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2011  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2012  * div.
2013  */
2014 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2015         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2016 {
2017         int i;
2018
2019         if (!bmap)
2020                 return -1;
2021
2022         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2023                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2024                         "index out of bounds", return -1);
2025
2026         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2027         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2028                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2029                         return 1;
2030         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2031                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2032                         return 1;
2033         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2034                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2035                         continue;
2036                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2037                         return 1;
2038         }
2039
2040         return 0;
2041 }
2042
2043 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2044         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2045 {
2046         int i;
2047
2048         if (!map)
2049                 return -1;
2050
2051         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2052                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2053                         "index out of bounds", return -1);
2054
2055         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2056                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2057                                                             type, first, n);
2058                 if (involves < 0 || involves)
2059                         return involves;
2060         }
2061
2062         return 0;
2063 }
2064
2065 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2066         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2067 {
2068         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2069 }
2070
2071 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2072         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2073 {
2074         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2075 }
2076
2077 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2078  * on unknown divs.
2079  */
2080 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2081 {
2082         int i;
2083         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2084
2085         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2086                 return 1;
2087
2088         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2089                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2090                         continue;
2091                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2092                         return 1;
2093         }
2094
2095         return 0;
2096 }
2097
2098 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2099  */
2100 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2101         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2102 {
2103         int i;
2104
2105         if (!bmap)
2106                 return NULL;
2107
2108         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2109                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2110                         continue;
2111                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2112                 if (!bmap)
2113                         return NULL;
2114                 i = bmap->n_div;
2115         }
2116
2117         return bmap;
2118 }
2119
2120 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2121 {
2122         int i;
2123
2124         if (!map)
2125                 return NULL;
2126         if (map->n == 0)
2127                 return map;
2128
2129         map = isl_map_cow(map);
2130         if (!map)
2131                 return NULL;
2132
2133         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2134                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2135                 if (!map->p[i])
2136                         goto error;
2137         }
2138         return map;
2139 error:
2140         isl_map_free(map);
2141         return NULL;
2142 }
2143
2144 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2145 {
2146         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2147 }
2148
2149 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2150         __isl_take isl_basic_set *bset,
2151         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2152 {
2153         return (isl_basic_set *)
2154             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2155 }
2156
2157 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2158         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2159 {
2160         int i;
2161
2162         if (n == 0)
2163                 return map;
2164
2165         map = isl_map_cow(map);
2166         if (!map)
2167                 return NULL;
2168         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2169         
2170         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2171                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2172                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2173                 if (!map->p[i])
2174                         goto error;
2175         }
2176         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2177         return map;
2178 error:
2179         isl_map_free(map);
2180         return NULL;
2181 }
2182
2183 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2184         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2185 {
2186         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2187 }
2188
2189 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2190 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2191         unsigned first, unsigned n)
2192 {
2193         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2194 }
2195
2196 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2197                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2198 {
2199         const char *name;
2200         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2201         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2202         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2203         if (!pos)
2204                 isl_int_print(out, c, 0);
2205         else {
2206                 if (!isl_int_is_one(c))
2207                         isl_int_print(out, c, 0);
2208                 if (pos < 1 + nparam) {
2209                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2210                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2211                         if (name)
2212                                 fprintf(out, "%s", name);
2213                         else
2214                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2215                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2216                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2217                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2218                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2219                 else
2220                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2221         }
2222 }
2223
2224 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2225                                 int sign, FILE *out)
2226 {
2227         int i;
2228         int first;
2229         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2230         isl_int v;
2231
2232         isl_int_init(v);
2233         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2234                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2235                         continue;
2236                 if (!first)
2237                         fprintf(out, " + ");
2238                 first = 0;
2239                 isl_int_abs(v, c[i]);
2240                 dump_term(bmap, v, i, out);
2241         }
2242         isl_int_clear(v);
2243         if (first)
2244                 fprintf(out, "0");
2245 }
2246
2247 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2248                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2249 {
2250         int i;
2251
2252         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2253
2254         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2255         fprintf(out, " %s ", op);
2256         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2257
2258         fprintf(out, "\n");
2259
2260         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2261                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2262                         continue;
2263                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2264                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2265                 abort();
2266         }
2267 }
2268
2269 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2270                                 isl_int **c, unsigned n,
2271                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2272 {
2273         int i;
2274
2275         for (i = 0; i < n; ++i)
2276                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2277 }
2278
2279 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2280 {
2281         int j;
2282         int first = 1;
2283         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2284
2285         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2286                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2287                         continue;
2288                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2289                         fprintf(out, "+");
2290                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2291                 first = 0;
2292         }
2293 }
2294
2295 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2296 {
2297         int i;
2298
2299         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2300         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2301
2302         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2303                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2304                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2305                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2306                 fprintf(out, ")/");
2307                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2308                 fprintf(out, "]\n");
2309         }
2310 }
2311
2312 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2313         FILE *out, int indent)
2314 {
2315         if (!bset) {
2316                 fprintf(out, "null basic set\n");
2317                 return;
2318         }
2319
2320         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2321         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2322                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2323                         bset->extra, bset->flags);
2324         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2325 }
2326
2327 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2328         FILE *out, int indent)
2329 {
2330         if (!bmap) {
2331                 fprintf(out, "null basic map\n");
2332                 return;
2333         }
2334
2335         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2336         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2337                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2338                 bmap->ref,
2339                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2340                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2341         dump(bmap, out, indent);
2342 }
2343
2344 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2345 {
2346         unsigned total;
2347         if (!bmap)
2348                 return -1;
2349         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2350         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2351         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2352         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2353         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2354         return 0;
2355 }
2356
2357 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2358         unsigned flags)
2359 {
2360         struct isl_set *set;
2361
2362         if (!dim)
2363                 return NULL;
2364         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2365         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2366         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2367                         sizeof(struct isl_set) +
2368                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2369         if (!set)
2370                 goto error;
2371
2372         set->ctx = dim->ctx;
2373         isl_ctx_ref(set->ctx);
2374         set->ref = 1;
2375         set->size = n;
2376         set->n = 0;
2377         set->dim = dim;
2378         set->flags = flags;
2379         return set;
2380 error:
2381         isl_space_free(dim);
2382         return NULL;
2383 }
2384
2385 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2386                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2387 {
2388         struct isl_set *set;
2389         isl_space *dims;
2390
2391         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2392         if (!dims)
2393                 return NULL;
2394
2395         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2396         return set;
2397 }
2398
2399 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2400  */
2401 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2402 {
2403         int i;
2404         struct isl_map *grown = NULL;
2405
2406         if (!map)
2407                 return NULL;
2408         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2409         if (map->n + n <= map->size)
2410                 return map;
2411         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2412         if (!grown)
2413                 goto error;
2414         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2415                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2416                 if (!grown->p[i])
2417                         goto error;
2418                 grown->n++;
2419         }
2420         isl_map_free(map);
2421         return grown;
2422 error:
2423         isl_map_free(grown);
2424         isl_map_free(map);
2425         return NULL;
2426 }
2427
2428 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2429  */
2430 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2431 {
2432         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2433 }
2434
2435 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2436 {
2437         int i;
2438         struct isl_set *dup;
2439
2440         if (!set)
2441                 return NULL;
2442
2443         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2444         if (!dup)
2445                 return NULL;
2446         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2447                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2448         return dup;
2449 }
2450
2451 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2452 {
2453         return isl_map_from_basic_map(bset);
2454 }
2455
2456 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2457 {
2458         struct isl_map *map;
2459
2460         if (!bmap)
2461                 return NULL;
2462
2463         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2464         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2465 }
2466
2467 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2468                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2469 {
2470         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2471                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2472 }
2473
2474 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2475 {
2476         int i;
2477
2478         if (!set)
2479                 return NULL;
2480
2481         if (--set->ref > 0)
2482                 return NULL;
2483
2484         isl_ctx_deref(set->ctx);
2485         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2486                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2487         isl_space_free(set->dim);
2488         free(set);
2489
2490         return NULL;
2491 }
2492
2493 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2494 {
2495         int i;
2496
2497         if (!set) {
2498                 fprintf(out, "null set\n");
2499                 return;
2500         }
2501
2502         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2503         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2504                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2505                         set->flags);
2506         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2507                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2508                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2509                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2510         }
2511 }
2512
2513 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2514 {
2515         int i;
2516
2517         if (!map) {
2518                 fprintf(out, "null map\n");
2519                 return;
2520         }
2521
2522         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2523         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2524                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2525                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2526                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2527         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2528                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2529                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2530                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2531         }
2532 }
2533
2534 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2535                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2536 {
2537         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2538
2539         if (!bmap || !bset)
2540                 goto error;
2541
2542         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2543                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2544
2545         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2546                 isl_assert(bset->ctx,
2547                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2548
2549         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2550         if (!bmap)
2551                 goto error;
2552         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2553                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2554         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2555         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2556
2557         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2558         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2559 error:
2560         isl_basic_map_free(bmap);
2561         isl_basic_set_free(bset);
2562         return NULL;
2563 }
2564
2565 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2566                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2567 {
2568         struct isl_basic_map *bmap_range;
2569
2570         if (!bmap || !bset)
2571                 goto error;
2572
2573         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2574                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2575
2576         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2577                 isl_assert(bset->ctx,
2578                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2579
2580         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2581                 isl_basic_set_free(bset);
2582                 return bmap;
2583         }
2584
2585         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2586         if (!bmap)
2587                 goto error;
2588         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2589                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2590         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2591         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2592
2593         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2594         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2595 error:
2596         isl_basic_map_free(bmap);
2597         isl_basic_set_free(bset);
2598         return NULL;
2599 }
2600
2601 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2602 {
2603         int i;
2604         unsigned total;
2605         isl_int s;
2606
2607         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2608         if (total != vec->size)
2609                 return -1;
2610
2611         isl_int_init(s);
2612
2613         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2614                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2615                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2616                         isl_int_clear(s);
2617                         return 0;
2618                 }
2619         }
2620
2621         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2622                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2623                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2624                         isl_int_clear(s);
2625                         return 0;
2626                 }
2627         }
2628
2629         isl_int_clear(s);
2630
2631         return 1;
2632 }
2633
2634 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2635 {
2636         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2637 }
2638
2639 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2640                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2641 {
2642         struct isl_vec *sample = NULL;
2643
2644         if (!bmap1 || !bmap2)
2645                 goto error;
2646
2647         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2648                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2649         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2650                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2651             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2652                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2653                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2654
2655         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2656                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2657                 isl_assert(bmap1->ctx,
2658                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2659
2660         if (bmap1->sample &&
2661             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2662             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2663                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2664         else if (bmap2->sample &&
2665             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2666             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2667                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2668
2669         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2670         if (!bmap1)
2671                 goto error;
2672         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2673                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2674         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2675
2676         if (!bmap1)
2677                 isl_vec_free(sample);
2678         else if (sample) {
2679                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2680                 bmap1->sample = sample;
2681         }
2682
2683         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2684         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2685 error:
2686         if (sample)
2687                 isl_vec_free(sample);
2688         isl_basic_map_free(bmap1);
2689         isl_basic_map_free(bmap2);
2690         return NULL;
2691 }
2692
2693 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2694                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2695 {
2696         return (struct isl_basic_set *)
2697                 isl_basic_map_intersect(
2698                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2699                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2700 }
2701
2702 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2703         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2704 {
2705         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2706 }
2707
2708 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2709  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2710  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2711  * added to the other map.
2712  */
2713 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2714         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2715 {
2716         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2717         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2718         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2719         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2720
2721         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2722                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2723
2724         isl_assert(map2->ctx,
2725                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2726
2727         map1 = isl_map_cow(map1);
2728         if (!map1)
2729                 goto error;
2730         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2731                 isl_map_free(map2);
2732                 return map1;
2733         }
2734         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2735         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2736                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2737         else
2738                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2739                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2740
2741         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2742         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2743         if (!map1->p[0])
2744                 goto error;
2745
2746         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2747                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2748                 map1->n = 0;
2749         }
2750
2751         isl_map_free(map2);
2752
2753         return map1;
2754 error:
2755         isl_map_free(map1);
2756         isl_map_free(map2);
2757         return NULL;
2758 }
2759
2760 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2761  * space as map1.
2762  */
2763 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2764         __isl_take isl_map *map2)
2765 {
2766         unsigned flags = 0;
2767         struct isl_map *result;
2768         int i, j;
2769
2770         if (!map1 || !map2)
2771                 goto error;
2772
2773         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2774             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2775                 isl_map_free(map2);
2776                 return map1;
2777         }
2778         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2779             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2780                 isl_map_free(map1);
2781                 return map2;
2782         }
2783
2784         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2785             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2786             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2787             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2788              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2789                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2790
2791         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2792                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2793                 isl_assert(map1->ctx,
2794                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2795
2796         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2797             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2798                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2799
2800         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2801                                 map1->n * map2->n, flags);
2802         if (!result)
2803                 goto error;
2804         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2805                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2806                         struct isl_basic_map *part;
2807                         part = isl_basic_map_intersect(
2808                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2809                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2810                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
2811                                 isl_basic_map_free(part);
2812                         else
2813                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2814                         if (!result)
2815                                 goto error;
2816                 }
2817         isl_map_free(map1);
2818         isl_map_free(map2);
2819         return result;
2820 error:
2821         isl_map_free(map1);
2822         isl_map_free(map2);
2823         return NULL;
2824 }
2825
2826 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2827         __isl_take isl_map *map2)
2828 {
2829         if (!map1 || !map2)
2830                 goto error;
2831         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2832                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2833                         "spaces don't match", goto error);
2834         return map_intersect_internal(map1, map2);
2835 error:
2836         isl_map_free(map1);
2837         isl_map_free(map2);
2838         return NULL;
2839 }
2840
2841 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2842         __isl_take isl_map *map2)
2843 {
2844         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2845 }
2846
2847 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2848 {
2849         return (struct isl_set *)
2850                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2851                                   (struct isl_map *)set2);
2852 }
2853
2854 /* map_intersect_internal accepts intersections
2855  * with parameter domains, so we can just call that function.
2856  */
2857 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2858                 __isl_take isl_set *params)
2859 {
2860         return map_intersect_internal(map, params);
2861 }
2862
2863 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2864         __isl_take isl_map *map2)
2865 {
2866         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2867 }
2868
2869 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2870                 __isl_take isl_set *params)
2871 {
2872         return isl_map_intersect_params(set, params);
2873 }
2874
2875 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2876 {
2877         isl_space *dim;
2878         struct isl_basic_set *bset;
2879         unsigned in;
2880
2881         if (!bmap)
2882                 return NULL;
2883         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2884         if (!bmap)
2885                 return NULL;
2886         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2887         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2888         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2889         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2890         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2891 }
2892
2893 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2894         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2895 {
2896         isl_space *space;
2897
2898         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2899                 return bmap;
2900
2901         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2902         space = isl_space_reset(space, type);
2903         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2904         return bmap;
2905 }
2906
2907 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2908                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2909 {
2910         isl_space *res_dim;
2911         struct isl_basic_map *res;
2912         struct isl_dim_map *dim_map;
2913         unsigned total, off;
2914         enum isl_dim_type t;
2915
2916         if (n == 0)
2917                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2918
2919         if (!bmap)
2920                 return NULL;
2921
2922         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
2923
2924         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2925         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2926         off = 0;
2927         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2928                 if (t != type) {
2929                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2930                 } else {
2931                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2932                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2933                                                 0, pos, off);
2934                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2935                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2936                 }
2937                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
2938         }
2939         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2940
2941         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
2942                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2943         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2944                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2945         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
2946                 isl_basic_map_free(bmap);
2947                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
2948         }
2949         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2950         return isl_basic_map_finalize(res);
2951 }
2952
2953 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2954                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2955 {
2956         if (!bmap)
2957                 return NULL;
2958         return isl_basic_map_insert(bmap, type,
2959                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2960 }
2961
2962 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2963                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2964 {
2965         if (!bset)
2966                 return NULL;
2967         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2968         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2969 error:
2970         isl_basic_set_free(bset);
2971         return NULL;
2972 }
2973
2974 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
2975         enum isl_dim_type type)
2976 {
2977         isl_space *space;
2978
2979         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
2980                 return map;
2981
2982         space = isl_map_get_space(map);
2983         space = isl_space_reset(space, type);
2984         map = isl_map_reset_space(map, space);
2985         return map;
2986 }
2987
2988 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
2989                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2990 {
2991         int i;
2992
2993         if (n == 0)
2994                 return map_space_reset(map, type);
2995
2996         map = isl_map_cow(map);
2997         if (!map)
2998                 return NULL;
2999
3000         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3001         if (!map->dim)
3002                 goto error;
3003
3004         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3005                 map->p[i] = isl_basic_map_insert(map->p[i], type, pos, n);
3006                 if (!map->p[i])
3007                         goto error;
3008         }
3009
3010         return map;
3011 error:
3012         isl_map_free(map);
3013         return NULL;
3014 }
3015
3016 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3017                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3018 {
3019         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3020 }
3021
3022 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3023                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3024 {
3025         if (!map)
3026                 return NULL;
3027         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3028 }
3029
3030 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3031                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3032 {
3033         if (!set)
3034                 return NULL;
3035         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3036         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3037 error:
3038         isl_set_free(set);
3039         return NULL;
3040 }
3041
3042 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3043         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3044         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3045         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3046 {
3047         struct isl_dim_map *dim_map;
3048         struct isl_basic_map *res;
3049         enum isl_dim_type t;
3050         unsigned total, off;
3051
3052         if (!bmap)
3053                 return NULL;
3054         if (n == 0)
3055                 return bmap;
3056
3057         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3058                 goto error);
3059
3060         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3061                 return bmap;
3062
3063         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3064
3065         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3066             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3067                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3068                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3069                 if (!bmap)
3070                         return NULL;
3071
3072                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3073                                                 src_type, src_pos, n);
3074                 if (!bmap->dim)
3075                         goto error;
3076
3077                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3078
3079                 return bmap;
3080         }
3081
3082         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3083         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3084
3085         off = 0;
3086         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3087                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3088                 if (t == dst_type) {
3089                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3090                                             0, dst_pos, off);
3091                         off += dst_pos;
3092                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3093                                             src_pos, n, off);
3094                         off += n;
3095                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3096                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3097                         off += size - dst_pos;
3098                 } else if (t == src_type) {
3099                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3100                                             0, src_pos, off);
3101                         off += src_pos;
3102                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3103                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3104                         off += size - src_pos - n;
3105                 } else {
3106                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3107                         off += size;
3108                 }
3109         }
3110         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3111
3112         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3113                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3114         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3115
3116         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3117                                         src_type, src_pos, n);
3118         if (!bmap->dim)
3119                 goto error;
3120
3121         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3122         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3123         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3124
3125         return bmap;
3126 error:
3127         isl_basic_map_free(bmap);
3128         return NULL;
3129 }
3130
3131 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3132         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3133         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3134 {
3135         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3136                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3137 }
3138
3139 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3140         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3141         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3142 {
3143         if (!set)
3144                 return NULL;
3145         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3146         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3147                                         src_type, src_pos, n);
3148 error:
3149         isl_set_free(set);
3150         return NULL;
3151 }
3152
3153 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3154         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3155         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3156 {
3157         int i;
3158
3159         if (!map)
3160                 return NULL;
3161         if (n == 0)
3162                 return map;
3163
3164         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3165                 goto error);
3166
3167         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3168                 return map;
3169
3170         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3171
3172         map = isl_map_cow(map);
3173         if (!map)
3174                 return NULL;
3175
3176         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3177         if (!map->dim)
3178                 goto error;
3179
3180         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3181                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3182                                                 dst_type, dst_pos,
3183                                                 src_type, src_pos, n);
3184                 if (!map->p[i])
3185                         goto error;
3186         }
3187
3188         return map;
3189 error:
3190         isl_map_free(map);
3191         return NULL;
3192 }
3193
3194 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3195  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3196  * That's the responsibility of the caller.
3197  */
3198 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3199         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3200 {
3201         struct isl_dim_map *dim_map;
3202         struct isl_basic_map *res;
3203         enum isl_dim_type t;
3204         unsigned total, off;
3205
3206         if (!bmap)
3207                 return NULL;
3208         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3209                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3210                 return bmap;
3211
3212         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3213         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3214
3215         off = 0;
3216         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3217                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3218                 if (t == type) {
3219                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3220                                             0, first, off);
3221                         off += first;
3222                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3223                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3224                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3225                                             first + n, size - (first + n), off);
3226                         off += size - (first + n);
3227                 } else {
3228                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3229                         off += size;
3230                 }
3231         }
3232         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3233
3234         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3235                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3236         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3237         return res;
3238 }
3239
3240 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3241  * into existentially quantified variables.
3242  */
3243 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3244                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3245                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3246 {
3247         int i;
3248         size_t row_size;
3249         isl_int **new_div;
3250         isl_int *old;
3251
3252         if (n == 0)
3253                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3254
3255         if (!bmap)
3256                 return NULL;
3257
3258         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3259                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3260
3261         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3262                         goto error);
3263
3264         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3265         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3266         if (!bmap)
3267                 return NULL;
3268
3269         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3270         old = bmap->block2.data;
3271         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3272                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3273         if (!bmap->block2.data)
3274                 goto error;
3275         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3276         if (!new_div)
3277                 goto error;
3278         for (i = 0; i < n; ++i) {
3279                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3280                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3281                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3282         }
3283         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3284                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3285         free(bmap->div);
3286         bmap->div = new_div;
3287         bmap->n_div += n;
3288         bmap->extra += n;
3289
3290         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3291         if (!bmap->dim)
3292                 goto error;
3293         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3294         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3295         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3296 error:
3297         isl_basic_map_free(bmap);
3298         return NULL;
3299 }
3300
3301 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3302  * into existentially quantified variables.
3303  */
3304 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3305                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3306 {
3307         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3308                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3309 }
3310
3311 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3312  * into existentially quantified variables.
3313  */
3314 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3315                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3316 {
3317         int i;
3318
3319         if (!map)
3320                 return NULL;
3321
3322         if (n == 0)
3323                 return map_space_reset(map, type);
3324
3325         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3326
3327         map = isl_map_cow(map);
3328         if (!map)
3329                 return NULL;
3330
3331         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3332         if (!map->dim)
3333                 goto error;
3334
3335         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3336                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3337                 if (!map->p[i])
3338                         goto error;
3339         }
3340
3341         return map;
3342 error:
3343         isl_map_free(map);
3344         return NULL;
3345 }
3346
3347 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3348  * into existentially quantified variables.
3349  */
3350 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3351                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3352 {
3353         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3354 }
3355
3356 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3357 {
3358         int i, j;
3359
3360         for (i = 0; i < n; ++i) {
3361                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3362                 if (j < 0)
3363                         goto error;
3364                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3365         }
3366         return bmap;
3367 error:
3368         isl_basic_map_free(bmap);
3369         return NULL;
3370 }
3371
3372 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3373                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3374 {
3375         isl_space *dim_result = NULL;
3376         struct isl_basic_map *bmap;
3377         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3378         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3379
3380         if (!bmap1 || !bmap2)
3381                 goto error;
3382
3383         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3384                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3385
3386         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3387         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3388         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3389         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3390
3391         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3392         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3393         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3394         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3395         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3396         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3397         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3398         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3399         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3400         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3401         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3402
3403         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3404                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3405                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3406                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3407         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3408         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3409         bmap = add_divs(bmap, n);
3410         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3411         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3412         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3413 error:
3414         isl_basic_map_free(bmap1);
3415         isl_basic_map_free(bmap2);
3416         return NULL;
3417 }
3418
3419 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3420                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3421 {
3422         if (!bset || !bmap)
3423                 goto error;
3424
3425         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3426                     goto error);
3427
3428         return (struct isl_basic_set *)
3429                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3430 error:
3431         isl_basic_set_free(bset);
3432         isl_basic_map_free(bmap);
3433         return NULL;
3434 }
3435
3436 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3437                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3438 {
3439         if (!bmap1 || !bmap2)
3440                 goto error;
3441
3442         isl_assert(bmap1->ctx,
3443             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3444         isl_assert(bmap1->ctx,
3445             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3446             goto error);
3447
3448         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3449         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3450         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3451 error:
3452         isl_basic_map_free(bmap1);
3453         isl_basic_map_free(bmap2);
3454         return NULL;
3455 }
3456
3457 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3458  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3459  */
3460 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3461                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3462 {
3463         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3464         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3465         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3466         int i;
3467
3468         if (!bmap1 || !bmap2)
3469                 goto error;
3470
3471         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3472                 goto error);
3473
3474         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3475         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3476         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3477
3478         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3479         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3480         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3481         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3482         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3483         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3484         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3485         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3486         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3487         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3488         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3489
3490         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3491                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3492                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3493                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3494         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3495                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3496                 if (j < 0)
3497                         goto error;
3498                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3499                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3500                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3501                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3502         }
3503         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3504         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3505         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3506
3507         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3508         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3509 error:
3510         isl_basic_map_free(bmap);
3511         isl_basic_map_free(bmap1);
3512         isl_basic_map_free(bmap2);
3513         return NULL;
3514 }
3515
3516 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3517  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3518  */
3519 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3520 {
3521         struct isl_map *result;
3522         int i, j;
3523
3524         if (!map1 || !map2)
3525                 goto error;
3526
3527         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3528
3529         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3530                                 map1->n * map2->n, 0);
3531         if (!result)
3532                 goto error;
3533         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3534                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3535                         struct isl_basic_map *part;
3536                         part = isl_basic_map_sum(
3537                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3538                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3539                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3540                                 isl_basic_map_free(part);
3541                         else
3542                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3543                         if (!result)
3544                                 goto error;
3545                 }
3546         isl_map_free(map1);
3547         isl_map_free(map2);
3548         return result;
3549 error:
3550         isl_map_free(map1);
3551         isl_map_free(map2);
3552         return NULL;
3553 }
3554
3555 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3556         __isl_take isl_set *set2)
3557 {
3558         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3559 }
3560
3561 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3562  */
3563 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3564 {
3565         int i, j;
3566         unsigned off, n;
3567
3568         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3569         if (!bmap)
3570                 return NULL;
3571
3572         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3573         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3574         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3575                 for (j = 0; j < n; ++j)
3576                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3577         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3578                 for (j = 0; j < n; ++j)
3579                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3580         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3581                 for (j = 0; j < n; ++j)
3582                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3583         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3584         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3585 }
3586
3587 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3588 {
3589         return isl_basic_map_neg(bset);
3590 }
3591
3592 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3593  */
3594 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3595 {
3596         int i;
3597
3598         map = isl_map_cow(map);
3599         if (!map)
3600                 return NULL;
3601
3602         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3603                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3604                 if (!map->p[i])
3605                         goto error;
3606         }
3607
3608         return map;
3609 error:
3610         isl_map_free(map);
3611         return NULL;
3612 }
3613
3614 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3615 {
3616         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3617 }
3618
3619 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3620  * A -> floor(f(A)/d).
3621  */
3622 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3623                 isl_int d)
3624 {
3625         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3626         struct isl_basic_map *result = NULL;
3627         struct isl_dim_map *dim_map;
3628         int i;
3629
3630         if (!bmap)
3631                 return NULL;
3632
3633         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3634         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3635         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3636
3637         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3638         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3639         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3640         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3641         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3642         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3643
3644         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3645                         bmap->n_div + n_out,
3646                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3647         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3648         result = add_divs(result, n_out);
3649         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3650                 int j;
3651                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3652                 if (j < 0)
3653                         goto error;
3654                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3655                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3656                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3657                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3658                 if (j < 0)
3659                         goto error;
3660                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3661                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3662                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3663                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3664         }
3665
3666         result = isl_basic_map_simplify(result);
3667         return isl_basic_map_finalize(result);
3668 error:
3669         isl_basic_map_free(result);
3670         return NULL;
3671 }
3672
3673 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3674  * A -> floor(f(A)/d).
3675  */
3676 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3677 {
3678         int i;
3679
3680         map = isl_map_cow(map);
3681         if (!map)
3682                 return NULL;
3683
3684         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3685         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3686         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3687                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3688                 if (!map->p[i])
3689                         goto error;
3690         }
3691
3692         return map;
3693 error:
3694         isl_map_free(map);
3695         return NULL;
3696 }
3697
3698 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3699 {
3700         int i;
3701         unsigned nparam;
3702         unsigned n_in;
3703
3704         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3705         if (i < 0)
3706                 goto error;
3707         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3708         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3709         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3710         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3711         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3712         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3713 error:
3714         isl_basic_map_free(bmap);
3715         return NULL;
3716 }
3717
3718 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3719  */
3720 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3721 {
3722         int i;
3723         unsigned nparam;
3724         unsigned n_in;
3725
3726         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3727         if (i < 0)
3728                 goto error;
3729         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3730         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3731         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3732         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3733         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3734         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3735         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3736 error:
3737         isl_basic_map_free(bmap);
3738         return NULL;
3739 }
3740
3741 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3742  */
3743 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3744         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3745 {
3746         int i;
3747         unsigned nparam;
3748         unsigned n_in;
3749
3750         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3751         if (i < 0)
3752                 goto error;
3753         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3754         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3755         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3756         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3757         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3758         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3759 error:
3760         isl_basic_map_free(bmap);
3761         return NULL;
3762 }
3763
3764 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3765  */
3766 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3767 {
3768         int i;
3769         unsigned nparam;
3770         unsigned n_in;
3771
3772         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3773         if (i < 0)
3774                 goto error;
3775         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3776         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3777         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3778         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3779         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3780         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3781         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3782 error:
3783         isl_basic_map_free(bmap);
3784         return NULL;
3785 }
3786
3787 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3788  */
3789 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3790         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3791 {
3792         int i;
3793         unsigned nparam;
3794         unsigned n_in;
3795
3796         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3797         if (i < 0)
3798                 goto error;
3799         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3800         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3801         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3802         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3803         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3804         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3805 error:
3806         isl_basic_map_free(bmap);
3807         return NULL;
3808 }
3809
3810 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3811         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3812 {
3813         int i;
3814         struct isl_basic_map *bmap;
3815         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3816         if (!bmap)
3817                 return NULL;
3818         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3819                 bmap = var_equal(bmap, i);
3820         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3821 }
3822
3823 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3824  */
3825 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3826         unsigned pos)
3827 {
3828         int i;
3829         struct isl_basic_map *bmap;
3830         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3831         if (!bmap)
3832                 return NULL;
3833         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3834                 bmap = var_equal(bmap, i);
3835         if (bmap)
3836                 bmap = var_less(bmap, pos);
3837         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3838 }
3839
3840 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3841  */
3842 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3843         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3844 {
3845         int i;
3846         isl_basic_map *bmap;
3847
3848         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3849         for (i = 0; i < pos; ++i)
3850                 bmap = var_equal(bmap, i);
3851         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3852         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3853 }
3854
3855 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3856  */
3857 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3858         unsigned pos)
3859 {
3860         int i;
3861         struct isl_basic_map *bmap;
3862         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3863         if (!bmap)
3864                 return NULL;
3865         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3866                 bmap = var_equal(bmap, i);
3867         if (bmap)
3868                 bmap = var_more(bmap, pos);
3869         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3870 }
3871
3872 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3873  */
3874 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3875         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3876 {
3877         int i;
3878         isl_basic_map *bmap;
3879
3880         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3881         for (i = 0; i < pos; ++i)
3882                 bmap = var_equal(bmap, i);
3883         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3884         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3885 }
3886
3887 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3888         unsigned n, int equal)
3889 {
3890         struct isl_map *map;
3891         int i;
3892
3893         if (n == 0 && equal)
3894                 return isl_map_universe(dims);
3895
3896         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3897
3898         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3899                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3900                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
3901         if (n > 0) {
3902                 if (equal)
3903                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3904                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3905                 else
3906                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3907                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3908         } else
3909                 isl_space_free(dims);
3910
3911         return map;
3912 }
3913
3914 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3915 {
3916         if (!dims)
3917                 return NULL;
3918         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3919 }
3920
3921 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3922 {
3923         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3924 }
3925
3926 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3927 {
3928         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3929 }
3930
3931 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
3932 {
3933         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3934 }
3935
3936 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
3937 {
3938         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3939 }
3940
3941 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
3942         unsigned n, int equal)
3943 {
3944         struct isl_map *map;
3945         int i;
3946
3947         if (n == 0 && equal)
3948                 return isl_map_universe(dims);
3949
3950         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3951
3952         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3953                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3954                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
3955         if (n > 0) {
3956                 if (equal)
3957                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3958                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3959                 else
3960                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3961                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3962         } else
3963                 isl_space_free(dims);
3964
3965         return map;
3966 }
3967
3968 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3969 {
3970         if (!dims)
3971                 return NULL;
3972         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3973 }
3974
3975 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3976 {
3977         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3978 }
3979
3980 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3981 {
3982         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
3983 }
3984
3985 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
3986 {
3987         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3988 }
3989
3990 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
3991 {
3992         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3993 }
3994
3995 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
3996         __isl_take isl_set *set2)
3997 {
3998         isl_map *map;
3999         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4000         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4001         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4002         return map;
4003 }
4004
4005 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4006         __isl_take isl_set *set2)
4007 {
4008         isl_map *map;
4009         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4010         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4011         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4012         return map;
4013 }
4014
4015 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4016         __isl_take isl_set *set2)
4017 {
4018         isl_map *map;
4019         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4020         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4021         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4022         return map;
4023 }
4024
4025 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4026         __isl_take isl_set *set2)
4027 {
4028         isl_map *map;
4029         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4030         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4031         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4032         return map;
4033 }
4034
4035 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4036         __isl_take isl_map *map2)
4037 {
4038         isl_map *map;
4039         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4040         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4041         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4042         return map;
4043 }
4044
4045 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4046         __isl_take isl_map *map2)
4047 {
4048         isl_map *map;
4049         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4050         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4051         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4052         return map;
4053 }
4054
4055 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4056         __isl_take isl_map *map2)
4057 {
4058         isl_map *map;
4059         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4060         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4061         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4062         return map;
4063 }
4064
4065 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4066         __isl_take isl_map *map2)
4067 {
4068         isl_map *map;
4069         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4070         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4071         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4072         return map;
4073 }
4074
4075 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4076         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4077 {
4078         struct isl_basic_map *bmap;
4079
4080         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4081         if (!bset || !dim)
4082                 goto error;
4083
4084         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4085         isl_space_free(bset->dim);
4086         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4087         bmap->dim = dim;
4088         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4089 error:
4090         isl_basic_set_free(bset);
4091         isl_space_free(dim);
4092         return NULL;
4093 }
4094
4095 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4096 {
4097         if (!bmap)
4098                 goto error;
4099         if (bmap->dim->n_in == 0)
4100                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4101         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4102         if (!bmap)
4103                 goto error;
4104         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4105         if (!bmap->dim)
4106                 goto error;
4107         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4108         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4109 error:
4110         isl_basic_map_free(bmap);
4111         return NULL;
4112 }
4113
4114 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4115  *
4116  *              f - m d >= 0
4117  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4118  *
4119  * Note that the second constraint is the negation of
4120  *
4121  *              f - m d >= n
4122  */
4123 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4124         unsigned pos, isl_int *div)
4125 {
4126         int i, j;
4127         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4128
4129         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4130         if (i < 0)
4131                 return -1;
4132         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4133         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4134
4135         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4136         if (j < 0)
4137                 return -1;
4138         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4139         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4140         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4141         return j;
4142 }
4143
4144 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4145         unsigned pos, isl_int *div)
4146 {
4147         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4148                                                         pos, div);
4149 }
4150
4151 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4152 {
4153         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4154         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4155
4156         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4157                                                         bmap->div[div]);
4158 }
4159
4160 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4161                 struct isl_basic_map *bmap)
4162 {
4163         if (!bmap)
4164                 goto error;
4165         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4166             bmap->n_div == 0 &&
4167             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4168             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4169                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4170         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4171         if (!bmap)
4172                 goto error;
4173         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4174         if (!bmap->dim)
4175                 goto error;
4176         bmap->extra -= bmap->n_div;
4177         bmap->n_div = 0;
4178         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4179         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4180 error:
4181         return NULL;
4182 }
4183
4184 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4185                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4186 {
4187         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4188 }
4189
4190 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4191         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4192 {
4193         struct isl_basic_map *bmap;
4194         struct isl_ctx *ctx;
4195         unsigned total;
4196         int i;
4197
4198         if (!bset || !like)
4199                 goto error;
4200         ctx = bset->ctx;
4201         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4202         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4203         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4204                         goto error);
4205         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4206                 isl_basic_map_free(like);
4207                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4208         }
4209         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4210         if (!bset)
4211                 goto error;
4212         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4213         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4214         isl_space_free(bmap->dim);
4215         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4216         if (!bmap->dim)
4217                 goto error;
4218         bmap->n_div = like->n_div;
4219         bmap->extra += like->n_div;
4220         if (bmap->extra) {
4221                 unsigned ltotal;
4222                 isl_int **div;
4223                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4224                 if (ltotal > total)
4225                         ltotal = total;
4226                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4227                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4228                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4229                         goto error;
4230                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4231                 if (!div)
4232                         goto error;
4233                 bmap->div = div;
4234                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4235                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4236                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4237                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4238                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4239                 }
4240                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4241                                                         0, 2 * like->n_div);
4242                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4243                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4244                                 continue;
4245                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4246                                 goto error;
4247                 }
4248         }
4249         isl_basic_map_free(like);
4250         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4251         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4252         return bmap;
4253 error:
4254         isl_basic_map_free(like);
4255         isl_basic_set_free(bset);
4256         return NULL;
4257 }
4258
4259 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4260         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4261 {
4262         return (struct isl_basic_set *)
4263                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4264 }
4265
4266 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4267         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4268 {
4269         int i;
4270
4271         if (!set || !like)
4272                 goto error;
4273         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4274                     goto error);
4275         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4276                 isl_basic_set_free(like);
4277                 return set;
4278         }
4279         set = isl_set_cow(set);
4280         if (!set)
4281                 goto error;
4282         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4283                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4284                                                       isl_basic_set_copy(like));
4285                 if (!set->p[i])
4286                         goto error;
4287         }
4288         isl_space_free(set->dim);
4289         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4290         if (!set->dim)
4291                 goto error;
4292         isl_basic_set_free(like);
4293         return set;
4294 error:
4295         isl_basic_set_free(like);
4296         isl_set_free(set);
4297         return NULL;
4298 }
4299
4300 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4301 {
4302         int i;
4303
4304         map = isl_map_cow(map);
4305         if (!map)
4306                 return NULL;
4307         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4308         if (!map->dim)
4309                 goto error;
4310
4311         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4312                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4313                                 goto error);
4314         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4315                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4316                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4317                 if (!map->p[i])
4318                         goto error;
4319         }
4320         if (map->n == 0)
4321                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4322         else {
4323                 isl_space_free(map->dim);
4324                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4325         }
4326         if (!map->dim)
4327                 goto error;
4328         return (struct isl_set *)map;
4329 error:
4330         isl_map_free(map);
4331         return NULL;
4332 }
4333
4334 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4335 {
4336         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4337 }
4338
4339 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4340         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4341 {
4342         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4343         if (!bmap || !dim)
4344                 goto error;
4345
4346         isl_space_free(bmap->dim);
4347         bmap->dim = dim;
4348
4349         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4350
4351         return bmap;
4352 error:
4353         isl_basic_map_free(bmap);
4354         isl_space_free(dim);
4355         return NULL;
4356 }
4357
4358 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4359         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4360 {
4361         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4362                                                         dim);
4363 }
4364
4365 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4366         __isl_take isl_space *dim)
4367 {
4368         int i;
4369
4370         map = isl_map_cow(map);
4371         if (!map || !dim)
4372                 goto error;
4373
4374         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4375                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4376                                                     isl_space_copy(dim));
4377                 if (!map->p[i])
4378                         goto error;
4379         }
4380         isl_space_free(map->dim);
4381         map->dim = dim;
4382
4383         return map;
4384 error:
4385         isl_map_free(map);
4386         isl_space_free(dim);
4387         return NULL;
4388 }
4389
4390 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4391         __isl_take isl_space *dim)
4392 {
4393         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4394 }
4395
4396 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4397  */
4398 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4399 {
4400         isl_space *space;
4401         unsigned n;
4402
4403         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4404                 return bset;
4405
4406         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4407         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4408         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4409         space = isl_space_params(space);
4410         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4411         return bset;
4412 }
4413
4414 /* Compute the parameter domain of the given set.
4415  */
4416 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4417 {
4418         isl_space *space;
4419         unsigned n;
4420
4421         if (isl_set_is_params(set))
4422                 return set;
4423
4424         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4425         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4426         space = isl_set_get_space(set);
4427         space = isl_space_params(space);
4428         set = isl_set_reset_space(set, space);
4429         return set;
4430 }
4431
4432 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4433  */
4434 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4435 {
4436         isl_space *space;
4437         space = isl_set_get_space(set);
4438         space = isl_space_set_from_params(space);
4439         set = isl_set_reset_space(set, space);
4440         return set;
4441 }
4442
4443 /* Compute the parameter domain of the given map.
4444  */
4445 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4446 {
4447         isl_space *space;
4448         unsigned n;
4449
4450         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4451         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4452         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4453         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4454         space = isl_map_get_space(map);
4455         space = isl_space_params(space);
4456         map = isl_map_reset_space(map, space);
4457         return map;
4458 }
4459
4460 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4461 {
4462         isl_space *dim;
4463         struct isl_basic_set *domain;
4464         unsigned n_in;
4465         unsigned n_out;
4466
4467         if (!bmap)
4468                 return NULL;
4469         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4470
4471         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4472         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4473         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4474         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4475
4476         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4477
4478         return domain;
4479 }
4480
4481 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4482 {
4483         if (!bmap)
4484                 return -1;
4485         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4486 }
4487
4488 /* Is this basic map actually a set?
4489  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4490  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4491  */
4492 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4493 {
4494         if (!bmap)
4495                 return -1;
4496         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4497 }
4498
4499 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4500 {
4501         if (!bmap)
4502                 return NULL;
4503         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4504                 return bmap;
4505         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4506 }
4507
4508 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4509         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4510 {
4511         int i, k;
4512         isl_space *dim;
4513         isl_basic_map *domain;
4514         int nparam, n_in, n_out;
4515         unsigned total;
4516
4517         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4518         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4519         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4520
4521         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4522         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4523
4524         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4525         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4526         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4527
4528         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4529
4530         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4531                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4532                 if (k < 0)
4533                         goto error;
4534                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4535                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4536                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4537         }
4538
4539         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4540         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4541 error:
4542         isl_basic_map_free(bmap);
4543         return NULL;
4544 }
4545
4546 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4547         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4548 {
4549         int i, k;
4550         isl_space *dim;
4551         isl_basic_map *range;
4552         int nparam, n_in, n_out;
4553         unsigned total;
4554
4555         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4556         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4557         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4558
4559         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4560         range = isl_basic_map_universe(dim);
4561
4562         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4563         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4564         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4565
4566         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4567
4568         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4569                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4570                 if (k < 0)
4571                         goto error;
4572                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4573                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4574                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4575         }
4576
4577         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4578         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4579 error:
4580         isl_basic_map_free(bmap);
4581         return NULL;
4582 }
4583
4584 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4585 {
4586         if (!map)
4587                 return -1;
4588         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4589 }
4590
4591 /* Is this map actually a set?
4592  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4593  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4594  */
4595 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4596 {
4597         if (!map)
4598                 return -1;
4599         return isl_space_is_set(map->dim);
4600 }
4601
4602 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4603 {
4604         int i;
4605         struct isl_set *set;
4606
4607         if (!map)
4608                 goto error;
4609         if (isl_map_is_set(map))
4610                 return (isl_set *)map;
4611
4612         map = isl_map_cow(map);
4613         if (!map)
4614                 goto error;
4615
4616         set = (struct isl_set *) map;
4617         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4618         if (!set->dim)
4619                 goto error;
4620         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4621                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4622                 if (!set->p[i])
4623                         goto error;
4624         }
4625         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4626         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4627         return set;
4628 error:
4629         isl_map_free(map);
4630         return NULL;
4631 }
4632
4633 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4634 {
4635         int i;
4636         isl_space *domain_dim;
4637
4638         map = isl_map_cow(map);
4639         if (!map)
4640                 return NULL;
4641
4642         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4643         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4644         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4645         if (!map->dim)
4646                 goto error;
4647         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4648                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4649                 if (!map->p[i])
4650                         goto error;
4651         }
4652         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4653         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4654         return map;
4655 error:
4656         isl_map_free(map);
4657         return NULL;
4658 }
4659
4660 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4661 {
4662         int i;
4663         isl_space *range_dim;
4664
4665         map = isl_map_cow(map);
4666         if (!map)
4667                 return NULL;
4668
4669         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4670         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4671         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4672         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4673         if (!map->dim)
4674                 goto error;
4675         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4676                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4677                 if (!map->p[i])
4678                         goto error;
4679         }
4680         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4681         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4682         return map;
4683 error:
4684         isl_map_free(map);
4685         return NULL;
4686 }
4687
4688 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4689         __isl_take isl_space *dim)
4690 {
4691         int i;
4692         struct isl_map *map = NULL;
4693
4694         set = isl_set_cow(set);
4695         if (!set || !dim)
4696                 goto error;
4697         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4698         map = (struct isl_map *)set;
4699         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4700                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4701                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4702                 if (!map->p[i])
4703                         goto error;
4704         }
4705         isl_space_free(map->dim);
4706         map->dim = dim;
4707         return map;
4708 error:
4709         isl_space_free(dim);
4710         isl_set_free(set);
4711         return NULL;
4712 }
4713
4714 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4715         __isl_take isl_basic_set *bset)
4716 {
4717         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4718 }
4719
4720 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4721         __isl_take isl_basic_set *bset)
4722 {
4723         isl_space *space;
4724         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4725         space = isl_space_from_range(space);
4726         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4727         return (isl_basic_map *)bset;
4728 }
4729
4730 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4731 {
4732         isl_space *space;
4733         space = isl_set_get_space(set);
4734         space = isl_space_from_range(space);
4735         set = isl_set_reset_space(set, space);
4736         return (struct isl_map *)set;
4737 }
4738
4739 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4740 {
4741         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4742 }
4743
4744 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4745         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4746 {
4747         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4748 }
4749
4750 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4751         __isl_take isl_set *range)
4752 {
4753         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4754 }
4755
4756 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4757 {
4758         int i;
4759         struct isl_set *set = NULL;
4760
4761         if (!map)
4762                 return NULL;
4763         map = isl_map_cow(map);
4764         if (!map)
4765                 return NULL;
4766         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4767         if (!map->dim)
4768                 goto error;
4769         set = (struct isl_set *)map;
4770         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4771                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4772                 if (!set->p[i])
4773                         goto error;
4774         }
4775         return set;
4776 error:
4777         isl_map_free(map);
4778         return NULL;
4779 }
4780
4781 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4782         unsigned flags)
4783 {
4784         struct isl_map *map;
4785
4786         if (!dim)
4787                 return NULL;
4788         if (n < 0)
4789                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4790                         "negative number of basic maps", goto error);
4791         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4792                         sizeof(struct isl_map) +
4793                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4794         if (!map)
4795                 goto error;
4796
4797         map->ctx = dim->ctx;
4798         isl_ctx_ref(map->ctx);
4799         map->ref = 1;
4800         map->size = n;
4801         map->n = 0;
4802         map->dim = dim;
4803         map->flags = flags;
4804         return map;
4805 error:
4806         isl_space_free(dim);
4807         return NULL;
4808 }
4809
4810 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4811                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4812                 unsigned flags)
4813 {
4814         struct isl_map *map;
4815         isl_space *dims;
4816
4817         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4818         if (!dims)
4819                 return NULL;
4820
4821         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4822         return map;
4823 }
4824
4825 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4826 {
4827         struct isl_basic_map *bmap;
4828         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4829         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4830         return bmap;
4831 }
4832
4833 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4834 {
4835         struct isl_basic_set *bset;
4836         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4837         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4838         return bset;
4839 }
4840
4841 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4842 {
4843         struct isl_basic_map *bmap;
4844         if (!model)
4845                 return NULL;
4846         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4847         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4848         return bmap;
4849 }
4850
4851 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4852 {
4853         struct isl_basic_map *bmap;
4854         if (!model)
4855                 return NULL;
4856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4857         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4858         return bmap;
4859 }
4860
4861 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4862 {
4863         struct isl_basic_set *bset;
4864         if (!model)
4865                 return NULL;
4866         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4867         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4868         return bset;
4869 }
4870
4871 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4872 {
4873         struct isl_basic_map *bmap;
4874         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4875         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4876         return bmap;
4877 }
4878
4879 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4880 {
4881         struct isl_basic_set *bset;
4882         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4883         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4884         return bset;
4885 }
4886
4887 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4888 {
4889         int i;
4890         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4891         isl_basic_map *bmap;
4892
4893         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4894         for (i = 0; i < total; ++i) {
4895                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4896                 if (k < 0)
4897                         goto error;
4898                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4899                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4900         }
4901         return bmap;
4902 error:
4903         isl_basic_map_free(bmap);
4904         return NULL;
4905 }
4906
4907 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4908 {
4909         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4910 }
4911
4912 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4913 {
4914         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4915 }
4916
4917 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4918 {
4919         return isl_map_nat_universe(dim);
4920 }
4921
4922 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4923                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4924 {
4925         if (!model)
4926                 return NULL;
4927         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4928 }
4929
4930 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4931 {
4932         if (!model)
4933                 return NULL;
4934         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4935 }
4936
4937 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4938         __isl_keep isl_set *model)
4939 {
4940         if (!model)
4941                 return NULL;
4942         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4943 }
4944
4945 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4946 {
4947         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4948 }
4949
4950 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4951 {
4952         if (!model)
4953                 return NULL;
4954         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4955 }
4956
4957 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4958 {
4959         if (!model)
4960                 return NULL;
4961         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4962 }
4963
4964 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4965 {
4966         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4967 }
4968
4969 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4970 {
4971         if (!model)
4972                 return NULL;
4973         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4974 }
4975
4976 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4977 {
4978         struct isl_map *map;
4979         if (!dim)
4980                 return NULL;
4981         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4982         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
4983         return map;
4984 }
4985
4986 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4987 {
4988         struct isl_set *set;
4989         if (!dim)
4990                 return NULL;
4991         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
4992         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
4993         return set;
4994 }
4995
4996 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
4997 {
4998         if (!model)
4999                 return NULL;
5000         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5001 }
5002
5003 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5004 {
5005         int i;
5006         struct isl_map *dup;
5007
5008         if (!map)
5009                 return NULL;
5010         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5011         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5012                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5013         return dup;
5014 }
5015
5016 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5017                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5018 {
5019         if (!bmap || !map)
5020                 goto error;
5021         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5022                 isl_basic_map_free(bmap);
5023                 return map;
5024         }
5025         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5026         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5027         map->p[map->n] = bmap;
5028         map->n++;
5029         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5030         return map;
5031 error:
5032         if (map)
5033                 isl_map_free(map);
5034         if (bmap)
5035                 isl_basic_map_free(bmap);
5036         return NULL;
5037 }
5038
5039 void isl_map_free(struct isl_map *map)
5040 {
5041         int i;
5042
5043         if (!map)
5044                 return;
5045
5046         if (--map->ref > 0)
5047                 return;
5048
5049         isl_ctx_deref(map->ctx);
5050         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5051                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5052         isl_space_free(map->dim);
5053         free(map);
5054 }
5055
5056 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5057                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5058 {
5059         int i;
5060
5061         base = isl_map_cow(base);
5062         if (!base)
5063                 return NULL;
5064
5065         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5066         if (!base->dim)
5067                 goto error;
5068         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5069                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5070                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5071                 if (!base->p[i])
5072                         goto error;
5073         }
5074         return base;
5075 error:
5076         isl_map_free(base);
5077         return NULL;
5078 }
5079
5080 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5081                 unsigned nparam, unsigned dim)
5082 {
5083         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5084                                                         nparam, 0, dim);
5085 }
5086
5087 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5088         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5089 {
5090         int j;
5091
5092         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5093         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5094         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5095         if (j < 0)
5096                 goto error;
5097         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5098         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5099         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5100         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5101         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5102 error:
5103         isl_basic_map_free(bmap);
5104         return NULL;
5105 }
5106
5107 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5108         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5109 {
5110         int j;
5111
5112         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5113         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5114         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5115         if (j < 0)
5116                 goto error;
5117         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5118         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5119         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5120         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5121         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5122 error:
5123         isl_basic_map_free(bmap);
5124         return NULL;
5125 }
5126
5127 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5128                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5129 {
5130         if (!bmap)
5131                 return NULL;
5132         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5133         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5134                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5135 error:
5136         isl_basic_map_free(bmap);
5137         return NULL;
5138 }
5139
5140 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5141                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5142 {
5143         if (!bmap)
5144                 return NULL;
5145         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5146         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5147                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5148 error:
5149         isl_basic_map_free(bmap);
5150         return NULL;
5151 }
5152
5153 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5154                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5155 {
5156         return (struct isl_basic_set *)
5157                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5158                                         type, pos, value);
5159 }
5160
5161 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5162                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5163 {
5164         return (struct isl_basic_set *)
5165                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5166                                         type, pos, value);
5167 }
5168
5169 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5170                 unsigned input, int value)
5171 {
5172         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5173 }
5174
5175 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5176                 unsigned dim, int value)
5177 {
5178         return (struct isl_basic_set *)
5179                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5180                                         isl_dim_set, dim, value);
5181 }
5182
5183 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5184 {
5185         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5186
5187         if (empty < 0)
5188                 return -1;
5189         if (!empty)
5190                 return 0;
5191
5192         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5193         if (i != map->n - 1) {
5194                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5195                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5196         }
5197         map->n--;
5198
5199         return 0;
5200 }
5201
5202 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5203                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5204 {
5205         int i;
5206
5207         map = isl_map_cow(map);
5208         if (!map)
5209                 return NULL;
5210
5211         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5212         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5213                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5214                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5215                         goto error;
5216         }
5217         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5218         return map;
5219 error:
5220         isl_map_free(map);
5221         return NULL;
5222 }
5223
5224 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5225                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5226 {
5227         return (struct isl_set *)
5228                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5229 }
5230
5231 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5232                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5233 {
5234         int i;
5235
5236         map = isl_map_cow(map);
5237         if (!map)
5238                 return NULL;
5239
5240         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5241         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5242                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5243                 if (!map->p[i])
5244                         goto error;
5245         }
5246         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5247         return map;
5248 error:
5249         isl_map_free(map);
5250         return NULL;
5251 }
5252
5253 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5254                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5255 {
5256         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5257 }
5258
5259 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5260                 unsigned input, int value)
5261 {
5262         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5263 }
5264
5265 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5266 {
5267         return (struct isl_set *)
5268                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5269 }
5270
5271 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5272         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5273         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5274 {
5275         int j;
5276
5277         if (!bmap)
5278                 return NULL;
5279         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5280         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5281         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5282         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5283         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5284         if (j < 0)
5285                 goto error;
5286         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5287         if (upper) {
5288                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5289                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5290         } else {
5291                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5292                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5293         }
5294         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5295         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5296 error:
5297         isl_basic_map_free(bmap);
5298         return NULL;
5299 }
5300
5301 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5302         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5303         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5304 {
5305         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5306 }
5307
5308 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5309         unsigned dim, isl_int value)
5310 {
5311         int j;
5312
5313         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5314         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5315         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5316         if (j < 0)
5317                 goto error;
5318         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5319         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5320         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5321         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5322         return isl_basic_set_finalize(bset);
5323 error:
5324         isl_basic_set_free(bset);
5325         return NULL;
5326 }
5327
5328 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5329         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5330 {
5331         int i;
5332
5333         map = isl_map_cow(map);
5334         if (!map)
5335                 return NULL;
5336
5337         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5338         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5339                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5340                                                  type, pos, value, upper);
5341                 if (!map->p[i])
5342                         goto error;
5343         }
5344         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5345         return map;
5346 error:
5347         isl_map_free(map);
5348         return NULL;
5349 }
5350
5351 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5352         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5353 {
5354         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5355 }
5356
5357 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5358         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5359 {
5360         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5361 }
5362
5363 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5364                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5365 {
5366         return (struct isl_set *)
5367                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5368 }
5369
5370 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5371         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5372 {
5373         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5374 }
5375
5376 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5377  * is set) to "value".
5378  */
5379 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5380         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5381         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5382 {
5383         int j;
5384
5385         if (!bmap)
5386                 return NULL;
5387         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5388                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5389                         "index out of bounds", goto error);
5390         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5391         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5392         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5393         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5394         if (j < 0)
5395                 goto error;
5396         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5397         if (upper) {
5398                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5399                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5400         } else {
5401                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5402                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5403         }
5404         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5405         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5406 error:
5407         isl_basic_map_free(bmap);
5408         return NULL;
5409 }
5410
5411 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5412  * is set) to "value".
5413  */
5414 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5415         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5416 {
5417         int i;
5418
5419         map = isl_map_cow(map);
5420         if (!map)
5421                 return NULL;
5422
5423         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5424                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5425                         "index out of bounds", goto error);
5426         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5427                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5428                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5429                         goto error;
5430         }
5431         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5432         return map;
5433 error:
5434         isl_map_free(map);
5435         return NULL;
5436 }
5437
5438 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5439         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5440 {
5441         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5442 }
5443
5444 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5445         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5446 {
5447         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5448 }
5449
5450 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5451         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5452 {
5453         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5454 }
5455
5456 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5457         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5458 {
5459         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5460 }
5461
5462 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5463                                         isl_int value)
5464 {
5465         int i;
5466
5467         set = isl_set_cow(set);
5468         if (!set)
5469                 return NULL;
5470
5471         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5472         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5473                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5474                 if (!set->p[i])
5475                         goto error;
5476         }
5477         return set;
5478 error:
5479         isl_set_free(set);
5480         return NULL;
5481 }
5482
5483 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5484 {
5485         int i;
5486
5487         map = isl_map_cow(map);
5488         if (!map)
5489                 return NULL;
5490
5491         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5492         if (!map->dim)
5493                 goto error;
5494         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5495                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5496                 if (!map->p[i])
5497                         goto error;
5498         }
5499         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5500         return map;
5501 error:
5502         isl_map_free(map);
5503         return NULL;
5504 }
5505
5506 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5507                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5508                 struct isl_set **empty, int max)
5509 {
5510         if (!bmap)
5511                 goto error;
5512         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5513                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5514         else
5515                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5516 error:
5517         isl_basic_map_free(bmap);
5518         isl_basic_set_free(dom);
5519         if (empty)
5520                 *empty = NULL;
5521         return NULL;
5522 }
5523
5524 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5525                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5526                 struct isl_set **empty)
5527 {
5528         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5529 }
5530
5531 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5532                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5533                 struct isl_set **empty)
5534 {
5535         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5536 }
5537
5538 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5539                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5540                 struct isl_set **empty)
5541 {
5542         return (struct isl_set *)
5543                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5544                         dom, empty);
5545 }
5546
5547 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5548                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5549                 struct isl_set **empty)
5550 {
5551         return (struct isl_set *)
5552                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5553                         dom, empty);
5554 }
5555
5556 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5557         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5558         __isl_give isl_set **empty)
5559 {
5560         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5561 }
5562
5563 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5564         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5565         __isl_give isl_set **empty)
5566 {
5567         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5568 }
5569
5570 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5571         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5572         __isl_give isl_set **empty)
5573 {
5574         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5575 }
5576
5577 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5578         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5579         __isl_give isl_set **empty)
5580 {
5581         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5582 }
5583
5584 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5585         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5586 {
5587         isl_basic_set *dom = NULL;
5588         isl_space *dom_space;
5589
5590         if (!bmap)
5591                 goto error;
5592         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5593         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5594         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5595 error:
5596         isl_basic_map_free(bmap);
5597         return NULL;
5598 }
5599
5600 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5601         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5602 {
5603         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5604 }
5605
5606 /* Given a basic map "bmap", compute the lexicographically minimal
5607  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5608  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5609  *
5610  * We first make sure the basic sets in dom are disjoint and then
5611  * simply collect the results over each of the basic sets separately.
5612  * We could probably improve the efficiency a bit by moving the union
5613  * domain down into the parametric integer programming.
5614  */
5615 static __isl_give isl_map *basic_map_partial_lexopt(
5616                 __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_set *dom,
5617                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5618 {
5619         int i;
5620         struct isl_map *res;
5621
5622         dom = isl_set_make_disjoint(dom);
5623         if (!dom)
5624                 goto error;
5625
5626         if (isl_set_plain_is_empty(dom)) {
5627                 res = isl_map_empty_like_basic_map(bmap);
5628                 *empty = isl_set_empty_like(dom);
5629                 isl_set_free(dom);
5630                 isl_basic_map_free(bmap);
5631                 return res;
5632         }
5633
5634         res = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5635                         isl_basic_set_copy(dom->p[0]), empty, max);
5636                 
5637         for (i = 1; i < dom->n; ++i) {
5638                 struct isl_map *res_i;
5639                 struct isl_set *empty_i;
5640
5641                 res_i = isl_basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(bmap),
5642                                 isl_basic_set_copy(dom->p[i]), &empty_i, max);
5643
5644                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5645                 *empty = isl_set_union_disjoint(*empty, empty_i);
5646         }
5647
5648         isl_set_free(dom);
5649         isl_basic_map_free(bmap);
5650         return res;
5651 error:
5652         *empty = NULL;
5653         isl_set_free(dom);
5654         isl_basic_map_free(bmap);
5655         return NULL;
5656 }
5657
5658 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5659  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5660  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5661  *
5662  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5663  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5664  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5665  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5666  * improve both "res" and "todo".
5667  *
5668  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5669  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5670  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5671  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5672  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5673  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5674  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5675  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5676  * for the ith basic map, i.e.,
5677  *
5678  *      todo^i = todo^k * todo_i
5679  *
5680  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5681  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5682  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5683  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5684  * the lexicographic order.)
5685  * In practice, we compute
5686  *
5687  *      res^k * (res_i . "<=")
5688  *
5689  * and
5690  *
5691  *      res_i * (res^k . "<")
5692  *
5693  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5694  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5695  * that one, i.e.,
5696  *
5697  *      res^k * todo_i
5698  * and
5699  *      res_i * todo^k
5700  *
5701  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5702  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5703  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5704  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5705  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5706  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5707  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5708  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5709  * the previous basic maps.
5710  */
5711 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5712                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5713                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5714 {
5715         int i;
5716         struct isl_map *res;
5717         struct isl_set *todo;
5718
5719         if (!map || !dom)
5720                 goto error;
5721
5722         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5723                 if (empty)
5724                         *empty = dom;
5725                 else
5726                         isl_set_free(dom);
5727                 return map;
5728         }
5729
5730         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5731                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5732
5733         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5734                 isl_map *lt, *le;
5735                 isl_map *res_i;
5736                 isl_set *todo_i;
5737                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5738
5739                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5740                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5741
5742                 if (max) {
5743                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5744                         le = isl_map_lex_le(dim);
5745                 } else {
5746                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5747                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5748                 }
5749                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5750                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5751                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5752                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5753
5754                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5755                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5756                                                         isl_set_copy(todo_i));
5757                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5758                                                         isl_set_copy(todo));
5759                 }
5760
5761                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5762                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5763                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5764
5765                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5766         }
5767
5768         isl_set_free(dom);
5769         isl_map_free(map);
5770
5771         if (empty)
5772                 *empty = todo;
5773         else
5774                 isl_set_free(todo);
5775
5776         return res;
5777 error:
5778         if (empty)
5779                 *empty = NULL;
5780         isl_set_free(dom);
5781         isl_map_free(map);
5782         return NULL;
5783 }
5784
5785 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5786  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5787  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5788  *
5789  * Align parameters if needed and then call isl_map_partial_lexopt_aligned.
5790  */
5791 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt(
5792                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5793                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5794 {
5795         if (!map || !dom)
5796                 goto error;
5797         if (isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, dom->dim, isl_dim_param))
5798                 return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5799         if (!isl_space_has_named_params(map->dim) ||
5800             !isl_space_has_named_params(dom->dim))
5801                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5802                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
5803         map = isl_map_align_params(map, isl_map_get_space(dom));
5804         dom = isl_map_align_params(dom, isl_map_get_space(map));
5805         return isl_map_partial_lexopt_aligned(map, dom, empty, max);
5806 error:
5807         if (empty)
5808                 *empty = NULL;
5809         isl_set_free(dom);
5810         isl_map_free(map);
5811         return NULL;
5812 }
5813
5814 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5815                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5816                 __isl_give isl_set **empty)
5817 {
5818         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5819 }
5820
5821 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5822                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5823                 __isl_give isl_set **empty)
5824 {
5825         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5826 }
5827
5828 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5829                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5830                 __isl_give isl_set **empty)
5831 {
5832         return (struct isl_set *)
5833                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5834                         dom, empty);
5835 }
5836
5837 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5838                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5839                 __isl_give isl_set **empty)
5840 {
5841         return (struct isl_set *)
5842                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5843                         dom, empty);
5844 }
5845
5846 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5847 {
5848         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5849         isl_space *dom_dim;
5850
5851         if (!bmap)
5852                 goto error;
5853         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5854         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5855         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5856 error:
5857         isl_basic_map_free(bmap);
5858         return NULL;
5859 }
5860
5861 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5862 {
5863         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5864 }
5865
5866 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5867 {
5868         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5869 }
5870
5871 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5872 {
5873         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5874 }
5875
5876 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5877 {
5878         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5879 }
5880
5881 __isl_give isl_map *isl_map_lexopt(__isl_take isl_map *map, int max)
5882 {
5883         struct isl_set *dom = NULL;
5884         isl_space *dom_dim;
5885
5886         if (!map)
5887                 goto error;
5888         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(map->dim));
5889         dom = isl_set_universe(dom_dim);
5890         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, NULL, max);
5891 error:
5892         isl_map_free(map);
5893         return NULL;
5894 }
5895
5896 __isl_give isl_map *isl_map_lexmin(__isl_take isl_map *map)
5897 {
5898         return isl_map_lexopt(map, 0);
5899 }
5900
5901 __isl_give isl_map *isl_map_lexmax(__isl_take isl_map *map)
5902 {
5903         return isl_map_lexopt(map, 1);
5904 }
5905
5906 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5907 {
5908         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5909 }
5910
5911 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5912 {
5913         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5914 }
5915
5916 /* Extract the first and only affine expression from list
5917  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5918  * This domain is known to be disjoint from other domains
5919  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
5920  */
5921 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5922         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5923 {
5924         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5925         isl_aff *aff;
5926         isl_pw_aff **pwaff = user;
5927         isl_pw_aff *pwaff_i;
5928
5929         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5930                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5931                         "expecting single element list", goto error);
5932
5933         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5934         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5935
5936         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5937
5938         isl_aff_list_free(list);
5939
5940         return 0;
5941 error:
5942         isl_basic_set_free(dom);
5943         isl_aff_list_free(list);
5944         return -1;
5945 }
5946
5947 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
5948  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
5949  *
5950  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
5951  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5952  */
5953 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
5954         int max)
5955 {
5956         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
5957         isl_pw_aff *pwaff;
5958         int r;
5959
5960         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
5961         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
5962         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5963
5964         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5965         if (r < 0)
5966                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5967
5968         return pwaff;
5969 }
5970
5971 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
5972  * as a function of the parameters and the input dimensions,
5973  * but independently of the other output dimensions.
5974  *
5975  * We first project out the other output dimension and then compute
5976  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
5977  * using isl_pw_aff_union_max.
5978  */
5979 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
5980         int max)
5981 {
5982         int i;
5983         isl_pw_aff *pwaff;
5984         unsigned n_out;
5985
5986         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
5987         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
5988         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
5989         if (!map)
5990                 return NULL;
5991
5992         if (map->n == 0) {
5993                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
5994                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
5995                 isl_map_free(map);
5996                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5997         }
5998
5999         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6000         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6001                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6002
6003                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6004                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6005         }
6006
6007         isl_map_free(map);
6008
6009         return pwaff;
6010 }
6011
6012 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6013  * parameters and input dimensions, but independently of
6014  * the other output dimensions.
6015  */
6016 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6017 {
6018         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6019 }
6020
6021 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6022  * as a function of the parameters,
6023  * but independently of the other set dimensions.
6024  */
6025 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6026         int max)
6027 {
6028         return map_dim_opt(set, pos, max);
6029 }
6030
6031 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6032  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6033  */
6034 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6035 {
6036         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6037 }
6038
6039 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6040  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6041  */
6042 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6043 {
6044         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6045 }
6046
6047 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6048  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6049  */
6050 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6051         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6052 {
6053         unsigned nparam;
6054
6055         if (!bset || !mat)
6056                 goto error;
6057
6058         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6059         if (!bset->dim)
6060                 goto error;
6061
6062         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6063
6064         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6065
6066         bset->dim->nparam = 0;
6067         bset->dim->n_out = nparam;
6068         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6069         if (bset) {
6070                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6071                 bset->dim->n_out = 0;
6072         }
6073         return bset;
6074 error:
6075         isl_mat_free(mat);
6076         isl_basic_set_free(bset);
6077         return NULL;
6078 }
6079
6080 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6081  * set is assumed to have only parameters and divs.
6082  */
6083 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6084         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6085 {
6086         isl_space *dim = NULL;
6087         unsigned nparam;
6088
6089         if (!set || !mat)
6090                 goto error;
6091
6092         dim = isl_space_copy(set->dim);
6093         dim = isl_space_cow(dim);
6094         if (!dim)
6095                 goto error;
6096
6097         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6098
6099         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6100
6101         dim->nparam = 0;
6102         dim->n_out = nparam;
6103         isl_set_reset_space(set, dim);
6104         set = isl_set_preimage(set, mat);
6105         if (!set)
6106                 goto error2;
6107         dim = isl_space_copy(set->dim);
6108         dim = isl_space_cow(dim);
6109         if (!dim)
6110                 goto error2;
6111         dim->nparam = dim->n_out;
6112         dim->n_out = 0;
6113         isl_set_reset_space(set, dim);
6114         return set;
6115 error:
6116         isl_space_free(dim);
6117         isl_mat_free(mat);
6118 error2:
6119         isl_set_free(set);
6120         return NULL;
6121 }
6122
6123 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6124  * equalities in "eq".
6125  */
6126 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6127         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6128 {
6129         int i, k;
6130         unsigned len;
6131
6132         if (!bset || !eq)
6133                 goto error;
6134
6135         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6136                                         eq->n_row, 0);
6137         if (!bset)
6138                 goto error;
6139
6140         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6141         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6142                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6143                 if (k < 0)
6144                         goto error;
6145                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6146                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6147         }
6148         isl_mat_free(eq);
6149
6150         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6151         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6152
6153         return bset;
6154 error:
6155         isl_mat_free(eq);
6156         isl_basic_set_free(bset);
6157         return NULL;
6158 }
6159
6160 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6161  * equalities in "eq".
6162  */
6163 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6164         struct isl_mat *eq)
6165 {
6166         int i;
6167
6168         if (!set || !eq)
6169                 goto error;
6170
6171         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6172                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6173                                         isl_mat_copy(eq));
6174                 if (!set->p[i])
6175                         goto error;
6176         }
6177         isl_mat_free(eq);
6178         return set;
6179 error:
6180         isl_mat_free(eq);
6181         isl_set_free(set);
6182         return NULL;
6183 }
6184
6185 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6186  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6187  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6188  * The output has the same parameters, but only
6189  * explicit existentially quantified variables.
6190  *
6191  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6192  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6193  * among the parameters by performing a variable compression on
6194  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6195  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6196  */
6197 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6198 {
6199         int i, j;
6200         struct isl_mat *eq;
6201         struct isl_mat *T, *T2;
6202         struct isl_set *set;
6203         unsigned nparam, n_div;
6204
6205         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6206         if (!bset)
6207                 return NULL;
6208
6209         if (bset->n_eq == 0)
6210                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6211
6212         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6213
6214         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6215         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6216
6217         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6218                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6219                         ++i;
6220         }
6221         if (i == bset->n_eq)
6222                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6223
6224         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6225                 0, 1 + nparam);
6226         eq = isl_mat_cow(eq);
6227         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6228         if (T && T->n_col == 0) {
6229                 isl_mat_free(T);
6230                 isl_mat_free(T2);
6231                 isl_mat_free(eq);
6232                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6233                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6234         }
6235         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6236
6237         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6238         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6239         set = set_append_equalities(set, eq);
6240         return set;
6241 }
6242
6243 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6244  * quantified variables.
6245  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6246  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6247  * no input or output dimensions and the dimension specification
6248  * is reset to that of the input.
6249  */
6250 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6251 {
6252         struct isl_basic_set *bset;
6253         struct isl_set *set;
6254         struct isl_map *map;
6255         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6256         unsigned         nparam;
6257         unsigned         n_in;
6258         unsigned         n_out;
6259
6260         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6261         if (!bmap)
6262                 return NULL;
6263
6264         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6265         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6266         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6267         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6268         if (!dim)
6269                 goto error;
6270
6271         orig_dim = bmap->dim;
6272         bmap->dim = dim;
6273         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6274
6275         set = parameter_compute_divs(bset);
6276         map = (struct isl_map *)set;
6277         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6278
6279         return map;
6280 error:
6281         isl_basic_map_free(bmap);
6282         return NULL;
6283 }
6284
6285 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6286 {
6287         int i;
6288         unsigned off;
6289
6290         if (!bmap)
6291                 return -1;
6292
6293         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6294         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6295                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6296                         return 0;
6297                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6298                                 return -1);
6299         }
6300         return 1;
6301 }
6302
6303 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6304 {
6305         int i;
6306
6307         if (!map)
6308                 return -1;
6309
6310         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6311                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6312                 if (known <= 0)
6313                         return known;
6314         }
6315
6316         return 1;
6317 }
6318
6319 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6320  * expressions for them.  However, this computation may be
6321  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6322  * strictly needed.
6323  */
6324 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6325 {
6326         int known;
6327         struct isl_map *map;
6328
6329         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6330         if (known < 0)
6331                 goto error;
6332         if (known)
6333                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6334
6335         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6336
6337         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6338         if (known < 0)
6339                 goto error;
6340         if (known)
6341                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6342
6343         map = compute_divs(bmap);
6344         return map;
6345 error:
6346         isl_basic_map_free(bmap);
6347         return NULL;
6348 }
6349
6350 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6351 {
6352         int i;
6353         int known;
6354         struct isl_map *res;
6355
6356         if (!map)
6357                 return NULL;
6358         if (map->n == 0)
6359                 return map;
6360
6361         known = map_divs_known(map);
6362         if (known < 0) {
6363                 isl_map_free(map);
6364                 return NULL;
6365         }
6366         if (known)
6367                 return map;
6368
6369         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6370         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6371                 struct isl_map *r2;
6372                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6373                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6374                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6375                 else
6376                         res = isl_map_union(res, r2);
6377         }
6378         isl_map_free(map);
6379
6380         return res;
6381 }
6382
6383 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6384 {
6385         return (struct isl_set *)
6386                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6387 }
6388
6389 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6390 {
6391         return (struct isl_set *)
6392                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6393 }
6394
6395 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6396 {
6397         int i;
6398         struct isl_set *set;
6399
6400         if (!map)
6401                 goto error;
6402
6403         map = isl_map_cow(map);
6404         if (!map)
6405                 return NULL;
6406
6407         set = (struct isl_set *)map;
6408         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6409         if (!set->dim)
6410                 goto error;
6411         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6412                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6413                 if (!set->p[i])
6414                         goto error;
6415         }
6416         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6417         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6418         return set;
6419 error:
6420         isl_map_free(map);
6421         return NULL;
6422 }
6423
6424 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6425         __isl_take isl_map *map2)
6426 {
6427         int i;
6428         unsigned flags = 0;
6429         struct isl_map *map = NULL;
6430
6431         if (!map1 || !map2)
6432                 goto error;
6433
6434         if (map1->n == 0) {
6435                 isl_map_free(map1);
6436                 return map2;
6437         }
6438         if (map2->n == 0) {
6439                 isl_map_free(map2);
6440                 return map1;
6441         }
6442
6443         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6444
6445         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6446             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6447                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6448
6449         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6450                                 map1->n + map2->n, flags);
6451         if (!map)
6452                 goto error;
6453         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6454                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6455                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6456                 if (!map)
6457                         goto error;
6458         }
6459         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6460                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6461                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6462                 if (!map)
6463                         goto error;
6464         }
6465         isl_map_free(map1);
6466         isl_map_free(map2);
6467         return map;
6468 error:
6469         isl_map_free(map);
6470         isl_map_free(map1);
6471         isl_map_free(map2);
6472         return NULL;
6473 }
6474
6475 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6476         __isl_take isl_map *map2)
6477 {
6478         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6479 }
6480
6481 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6482 {
6483         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6484         if (!map1)
6485                 return NULL;
6486         if (map1->n > 1)
6487                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6488         return map1;
6489 }
6490
6491 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6492                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6493 {
6494         return (struct isl_set *)
6495                 isl_map_union_disjoint(
6496                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6497 }
6498
6499 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6500 {
6501         return (struct isl_set *)
6502                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6503 }
6504
6505 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6506         __isl_take isl_set *set)
6507 {
6508         unsigned flags = 0;
6509         struct isl_map *result;
6510         int i, j;
6511
6512         if (!map || !set)
6513                 goto error;
6514
6515         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6516                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6517                         "parameters don't match", goto error);
6518
6519         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6520             !isl_map_compatible_range(map, set))
6521                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6522                         "incompatible spaces", goto error);
6523
6524         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6525                 isl_set_free(set);
6526                 return map;
6527         }
6528
6529         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6530             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6531                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6532
6533         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6534                                         map->n * set->n, flags);
6535         if (!result)
6536                 goto error;
6537         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6538                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6539                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6540                             isl_basic_map_intersect_range(
6541                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6542                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6543                         if (!result)
6544                                 goto error;
6545                 }
6546         isl_map_free(map);
6547         isl_set_free(set);
6548         return result;
6549 error:
6550         isl_map_free(map);
6551         isl_set_free(set);
6552         return NULL;
6553 }
6554
6555 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6556         __isl_take isl_set *set)
6557 {
6558         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6559 }
6560
6561 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6562                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6563 {
6564         return isl_map_reverse(
6565                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6566 }
6567
6568 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6569         __isl_take isl_map *map2)
6570 {
6571         if (!map1 || !map2)
6572                 goto error;
6573         map1 = isl_map_reverse(map1);
6574         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6575         return isl_map_reverse(map1);
6576 error:
6577         isl_map_free(map1);
6578         isl_map_free(map2);
6579         return NULL;
6580 }
6581
6582 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6583         __isl_take isl_map *map2)
6584 {
6585         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6586 }
6587
6588 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6589         __isl_take isl_map *map2)
6590 {
6591         isl_space *dim_result;
6592         struct isl_map *result;
6593         int i, j;
6594
6595         if (!map1 || !map2)
6596                 goto error;
6597
6598         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6599                                   isl_space_copy(map2->dim));
6600
6601         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6602         if (!result)
6603                 goto error;
6604         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6605                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6606                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6607                             isl_basic_map_apply_range(
6608                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6609                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6610                         if (!result)
6611                                 goto error;
6612                 }
6613         isl_map_free(map1);
6614         isl_map_free(map2);
6615         if (result && result->n <= 1)
6616                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6617         return result;
6618 error:
6619         isl_map_free(map1);
6620         isl_map_free(map2);
6621         return NULL;
6622 }
6623
6624 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6625         __isl_take isl_map *map2)
6626 {
6627         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6628 }
6629
6630 /*
6631  * returns range - domain
6632  */
6633 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6634 {
6635         isl_space *dims, *target_dim;
6636         struct isl_basic_set *bset;
6637         unsigned dim;
6638         unsigned nparam;
6639         int i;
6640
6641         if (!bmap)
6642                 goto error;
6643         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6644                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6645                    goto error);
6646         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6647         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6648         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6649         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6650         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6651         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6652         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6653         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6654         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6655         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6656                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6657                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6658                 if (j < 0)
6659                         goto error;
6660                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6661                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6662                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6663                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6664         }
6665         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6666         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6667         return bset;
6668 error:
6669         isl_basic_map_free(bmap);
6670         return NULL;
6671 }
6672
6673 /*
6674  * returns range - domain
6675  */
6676 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6677 {
6678         int i;
6679         isl_space *dim;
6680         struct isl_set *result;
6681
6682         if (!map)
6683                 return NULL;
6684
6685         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6686                                                  map->dim, isl_dim_out),
6687                    goto error);
6688         dim = isl_map_get_space(map);
6689         dim = isl_space_domain(dim);
6690         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6691         if (!result)
6692                 goto error;
6693         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6694                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6695                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6696         isl_map_free(map);
6697         return result;
6698 error:
6699         isl_map_free(map);
6700         return NULL;
6701 }
6702
6703 /*
6704  * returns [domain -> range] -> range - domain
6705  */
6706 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6707         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6708 {
6709         int i, k;
6710         isl_space *dim;
6711         isl_basic_map *domain;
6712         int nparam, n;
6713         unsigned total;
6714
6715         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6716                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6717                         "domain and range don't match", goto error);
6718
6719         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6720         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6721
6722         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6723         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6724
6725         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6726         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6727         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6728
6729         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6730
6731         for (i = 0; i < n; ++i) {
6732                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6733                 if (k < 0)
6734                         goto error;
6735                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6736                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6737                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6738                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6739         }
6740
6741         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6742         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6743 error:
6744         isl_basic_map_free(bmap);
6745         return NULL;
6746 }
6747
6748 /*
6749  * returns [domain -> range] -> range - domain
6750  */
6751 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6752 {
6753         int i;
6754         isl_space *domain_dim;
6755
6756         if (!map)
6757                 return NULL;
6758
6759         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6760                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6761                         "domain and range don't match", goto error);
6762
6763         map = isl_map_cow(map);
6764         if (!map)
6765                 return NULL;
6766
6767         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6768         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6769         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6770         if (!map->dim)
6771                 goto error;
6772         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6773                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6774                 if (!map->p[i])
6775                         goto error;
6776         }
6777         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6778         return map;
6779 error:
6780         isl_map_free(map);
6781         return NULL;
6782 }
6783
6784 __isl_give struct isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6785 {
6786         struct isl_basic_map *bmap;
6787         unsigned nparam;
6788         unsigned dim;
6789         int i;
6790
6791         if (!dims)
6792                 return NULL;
6793
6794         nparam = dims->nparam;
6795         dim = dims->n_out;
6796         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6797         if (!bmap)
6798                 goto error;
6799
6800         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6801                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6802                 if (j < 0)
6803                         goto error;
6804                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6805                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6806                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6807         }
6808         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6809 error:
6810         isl_basic_map_free(bmap);
6811         return NULL;
6812 }
6813
6814 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6815 {
6816         if (!dim)
6817                 return NULL;
6818         if (dim->n_in != dim->n_out)
6819                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6820                         "number of input and output dimensions needs to be "
6821                         "the same", goto error);
6822         return basic_map_identity(dim);
6823 error:
6824         isl_space_free(dim);
6825         return NULL;
6826 }
6827
6828 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6829 {
6830         if (!model || !model->dim)
6831                 return NULL;
6832         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6833 }
6834
6835 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6836 {
6837         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6838 }
6839
6840 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6841 {
6842         if (!model || !model->dim)
6843                 return NULL;
6844         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6845 }
6846
6847 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6848 {
6849         if (!model || !model->dim)
6850                 return NULL;
6851         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6852 }
6853
6854 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6855 {
6856         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6857         isl_map *id;
6858         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6859         return isl_map_intersect_range(id, set);
6860 }
6861
6862 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6863  * values.
6864  */
6865 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6866         __isl_take isl_space *space)
6867 {
6868         int i;
6869         unsigned nparam;
6870         unsigned dim;
6871         struct isl_basic_set *bset;
6872
6873         if (!space)
6874                 return NULL;
6875         nparam = space->nparam;
6876         dim = space->n_out;
6877         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6878         if (!bset)
6879                 return NULL;
6880         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6881                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6882                 if (k < 0)
6883                         goto error;
6884                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6885                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6886         }
6887         return bset;
6888 error:
6889         isl_basic_set_free(bset);
6890         return NULL;
6891 }
6892
6893 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6894  */
6895 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6896         int pos)
6897 {
6898         int k;
6899         isl_basic_set *nonneg;
6900
6901         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6902         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6903         if (k < 0)
6904                 goto error;
6905         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6906         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6907
6908         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6909 error:
6910         isl_basic_set_free(nonneg);
6911         return NULL;
6912 }
6913
6914 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6915  */
6916 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6917 {
6918         int k;
6919         isl_basic_set *neg;
6920
6921         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6922         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6923         if (k < 0)
6924                 goto error;
6925         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6926         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6927         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6928
6929         return isl_basic_set_finalize(neg);
6930 error:
6931         isl_basic_set_free(neg);
6932         return NULL;
6933 }
6934
6935 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6936         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6937 {
6938         int i;
6939         isl_basic_set *nonneg;
6940         isl_basic_set *neg;
6941
6942         if (!set)
6943                 return NULL;
6944         if (n == 0)
6945                 return set;
6946
6947         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6948
6949         for (i = 0; i < n; ++i) {
6950                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6951                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6952                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6953                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6954
6955                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6956         }
6957
6958         return set;
6959 error:
6960         isl_set_free(set);
6961         return NULL;
6962 }
6963
6964 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6965         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6966         void *user)
6967 {
6968         isl_set *half;
6969
6970         if (!set)
6971                 return -1;
6972         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6973                 isl_set_free(set);
6974                 return 0;
6975         }
6976         if (first == len)
6977                 return fn(set, signs, user);
6978
6979         signs[first] = 1;
6980         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6981                                                         1 + first));
6982         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6983         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6984                 goto error;
6985
6986         signs[first] = -1;
6987         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6988                                                         1 + first));
6989         half = isl_set_intersect(half, set);
6990         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6991 error:
6992         isl_set_free(set);
6993         return -1;
6994 }
6995
6996 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6997  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
6998  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
6999  * to the sign of the corresponding variable.
7000  */
7001 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7002         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7003         void *user)
7004 {
7005         unsigned nparam;
7006         unsigned nvar;
7007         int *signs;
7008         int r;
7009
7010         if (!set)
7011                 return -1;
7012         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7013                 return 0;
7014
7015         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7016         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7017
7018         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7019
7020         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7021                             fn, user);
7022
7023         free(signs);
7024
7025         return r;
7026 }
7027
7028 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7029 {
7030         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7031 }
7032
7033 int isl_basic_map_is_subset(
7034                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7035 {
7036         int is_subset;
7037         struct isl_map *map1;
7038         struct isl_map *map2;
7039
7040         if (!bmap1 || !bmap2)
7041                 return -1;
7042
7043         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7044         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7045
7046         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7047
7048         isl_map_free(map1);
7049         isl_map_free(map2);
7050
7051         return is_subset;
7052 }
7053
7054 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7055         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7056 {
7057         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7058 }
7059
7060 int isl_basic_map_is_equal(
7061                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7062 {
7063         int is_subset;
7064
7065         if (!bmap1 || !bmap2)
7066                 return -1;
7067         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7068         if (is_subset != 1)
7069                 return is_subset;
7070         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7071         return is_subset;
7072 }
7073
7074 int isl_basic_set_is_equal(
7075                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7076 {
7077         return isl_basic_map_is_equal(
7078                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7079 }
7080
7081 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7082 {
7083         int i;
7084         int is_empty;
7085
7086         if (!map)
7087                 return -1;
7088         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7089                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7090                 if (is_empty < 0)
7091                         return -1;
7092                 if (!is_empty)
7093                         return 0;
7094         }
7095         return 1;
7096 }
7097
7098 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7099 {
7100         return map ? map->n == 0 : -1;
7101 }
7102
7103 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7104 {
7105         return isl_map_plain_is_empty(map);
7106 }
7107
7108 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7109 {
7110         return set ? set->n == 0 : -1;
7111 }
7112
7113 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7114 {
7115         return isl_set_plain_is_empty(set);
7116 }
7117
7118 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7119 {
7120         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7121 }
7122
7123 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7124 {
7125         if (!map1 || !map2)
7126                 return -1;
7127
7128         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7129 }
7130
7131 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7132 {
7133         if (!set1 || !set2)
7134                 return -1;
7135
7136         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7137 }
7138
7139 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7140 {
7141         int is_subset;
7142
7143         if (!map1 || !map2)
7144                 return -1;
7145         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7146         if (is_subset != 1)
7147                 return is_subset;
7148         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7149         return is_subset;
7150 }
7151
7152 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7153 {
7154         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7155 }
7156
7157 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7158                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7159 {
7160         int is_subset;
7161
7162         if (!bmap1 || !bmap2)
7163                 return -1;
7164         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7165         if (is_subset != 1)
7166                 return is_subset;
7167         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7168         if (is_subset == -1)
7169                 return is_subset;
7170         return !is_subset;
7171 }
7172
7173 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7174 {
7175         int is_subset;
7176
7177         if (!map1 || !map2)
7178                 return -1;
7179         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7180         if (is_subset != 1)
7181                 return is_subset;
7182         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7183         if (is_subset == -1)
7184                 return is_subset;
7185         return !is_subset;
7186 }
7187
7188 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7189 {
7190         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7191 }
7192
7193 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7194 {
7195         if (!bmap)
7196                 return -1;
7197         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7198 }
7199
7200 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7201 {
7202         if (!bset)
7203                 return -1;
7204         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7205 }
7206
7207 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7208 {
7209         int i;
7210
7211         if (!map)
7212                 return -1;
7213
7214         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7215                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7216                 if (r < 0 || r)
7217                         return r;
7218         }
7219
7220         return 0;
7221 }
7222
7223 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7224 {
7225         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7226 }
7227
7228 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7229 {
7230         return isl_set_plain_is_universe(set);
7231 }
7232
7233 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7234 {
7235         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7236         struct isl_vec *sample = NULL;
7237         int empty;
7238         unsigned total;
7239
7240         if (!bmap)
7241                 return -1;
7242
7243         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7244                 return 1;
7245
7246         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7247                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7248                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7249                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7250                 isl_basic_map_free(copy);
7251                 return empty;
7252         }
7253
7254         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7255         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7256                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7257                 if (contains < 0)
7258                         return -1;
7259                 if (contains)
7260                         return 0;
7261         }
7262         isl_vec_free(bmap->sample);
7263         bmap->sample = NULL;
7264         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7265         if (!bset)
7266                 return -1;
7267         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7268         if (!sample)
7269                 return -1;
7270         empty = sample->size == 0;
7271         isl_vec_free(bmap->sample);
7272         bmap->sample = sample;
7273         if (empty)
7274                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7275
7276         return empty;
7277 }
7278
7279 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7280 {
7281         if (!bmap)
7282                 return -1;
7283         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7284 }
7285
7286 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7287 {
7288         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7289 }
7290
7291 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7292 {
7293         if (!bset)
7294                 return -1;
7295         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7296 }
7297
7298 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7299 {
7300         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7301 }
7302
7303 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7304 {
7305         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7306 }
7307
7308 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7309         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7310 {
7311         struct isl_map *map;
7312         if (!bmap1 || !bmap2)
7313                 goto error;
7314
7315         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7316
7317         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7318         if (!map)
7319                 goto error;
7320         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7321         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7322         return map;
7323 error:
7324         isl_basic_map_free(bmap1);
7325         isl_basic_map_free(bmap2);
7326         return NULL;
7327 }
7328
7329 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7330                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7331 {
7332         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7333                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7334                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7335 }
7336
7337 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7338 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7339 {
7340         int i;
7341         unsigned off;
7342
7343         if (!bmap)
7344                 return NULL;
7345
7346         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7347
7348         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7349                 int pos;
7350                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7351                         continue;
7352                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7353                                                             bmap->n_div-i);
7354                 if (pos == -1)
7355                         continue;
7356                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7357                 --i;
7358         }
7359         return bmap;
7360 }
7361
7362 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7363 {
7364         return (struct isl_basic_set *)
7365                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7366 }
7367
7368 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7369 {
7370         int i;
7371
7372         if (!map)
7373                 return 0;
7374
7375         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7376                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7377                 if (!map->p[i])
7378                         goto error;
7379         }
7380
7381         return map;
7382 error:
7383         isl_map_free(map);
7384         return NULL;
7385 }
7386
7387 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7388  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7389  * list of divs is given by "div".
7390  */
7391 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7392         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7393 {
7394         int i, j;
7395         int n_div;
7396
7397         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7398         if (!bset || !div)
7399                 goto error;
7400
7401         if (div->n_row < bset->n_div)
7402                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7403                         "not an expansion", goto error);
7404
7405         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7406                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7407                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7408
7409         n_div = bset->n_div;
7410         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7411                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7412                         goto error;
7413
7414         j = n_div - 1;
7415         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7416                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7417                         if (i != j)
7418                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7419                         j--;
7420                 } else {
7421                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7422                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7423                                 goto error;
7424                 }
7425         }
7426
7427         isl_mat_free(div);
7428         return bset;
7429 error:
7430         isl_basic_set_free(bset);
7431         isl_mat_free(div);
7432         return NULL;
7433 }
7434
7435 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7436  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7437  * 
7438  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7439  * of the corresponding div in dst otherwise.
7440  */
7441 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7442                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7443 {
7444         int i;
7445
7446         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7447
7448         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7449         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7450                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7451                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7452                                                 dst->n_div - div) == -1)
7453                         return i;
7454         return -1;
7455 }
7456
7457 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7458                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7459 {
7460         int i;
7461         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7462
7463         if (!dst || !src)
7464                 goto error;
7465
7466         if (src->n_div == 0)
7467                 return dst;
7468
7469         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7470                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7471
7472         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7473         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7474         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7475                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7476         if (!dst)
7477                 return NULL;
7478         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7479                 int j = find_div(dst, src, i);
7480                 if (j < 0) {
7481                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7482                         if (j < 0)
7483                                 goto error;
7484                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7485                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7486                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7487                                 goto error;
7488                 }
7489                 if (j != i)
7490                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7491         }
7492         return dst;
7493 error:
7494         isl_basic_map_free(dst);
7495         return NULL;
7496 }
7497
7498 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7499                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7500 {
7501         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7502                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7503 }
7504
7505 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7506 {
7507         int i;
7508
7509         if (!map)
7510                 return NULL;
7511         if (map->n == 0)
7512                 return map;
7513         map = isl_map_compute_divs(map);
7514         map = isl_map_cow(map);
7515         if (!map)
7516                 return NULL;
7517
7518         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7519                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7520         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7521                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7522
7523         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7524         return map;
7525 }
7526
7527 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7528 {
7529         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7530 }
7531
7532 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7533         __isl_take isl_map *map)
7534 {
7535         if (!set || !map)
7536                 goto error;
7537         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7538         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7539         set = isl_map_range(map);
7540         return set;
7541 error:
7542         isl_set_free(set);
7543         isl_map_free(map);
7544         return NULL;
7545 }
7546
7547 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7548         __isl_take isl_map *map)
7549 {
7550         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7551 }
7552
7553 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7554  * the meaning of the set.
7555  */
7556 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7557 {
7558         int i;
7559
7560         if (!map)
7561                 return NULL;
7562
7563         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7564                 remove_if_empty(map, i);
7565
7566         return map;
7567 }
7568
7569 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7570 {
7571         return (struct isl_set *)
7572                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7573 }
7574
7575 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7576 {
7577         struct isl_basic_map *bmap;
7578         if (!map || map->n == 0)
7579                 return NULL;
7580         bmap = map->p[map->n-1];
7581         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7582         return isl_basic_map_copy(bmap);
7583 }
7584
7585 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7586 {
7587         return (struct isl_basic_set *)
7588                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7589 }
7590
7591 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7592                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7593 {
7594         int i;
7595
7596         if (!map || !bmap)
7597                 goto error;
7598         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7599                 if (map->p[i] != bmap)
7600                         continue;
7601                 map = isl_map_cow(map);
7602                 if (!map)
7603                         goto error;
7604                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7605                 if (i != map->n-1) {
7606                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7607                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7608                 }
7609                 map->n--;
7610                 return map;
7611         }
7612         return map;
7613 error:
7614         isl_map_free(map);
7615         return NULL;
7616 }
7617
7618 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7619                                                 struct isl_basic_set *bset)
7620 {
7621         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7622                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7623 }
7624
7625 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7626  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7627  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7628  */
7629 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7630         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7631         int pos, isl_int *opt)
7632 {
7633         isl_space *dims;
7634         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7635         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7636         struct isl_ctx *ctx;
7637         struct isl_vec *obj;
7638         unsigned total;
7639         unsigned nparam;
7640         unsigned dim1, dim2;
7641         enum isl_lp_result res;
7642
7643         if (!bset1 || !bset2)
7644                 return isl_lp_error;
7645
7646         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7647         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7648         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7649         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7650         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7651         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7652         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7653         if (!bmap1 || !bmap2)
7654                 goto error;
7655         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7656         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7657                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7658                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7659         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7660         if (!bmap1)
7661                 goto error;
7662         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7663         ctx = bmap1->ctx;
7664         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7665         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7666         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7667         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7668         if (!obj)
7669                 goto error;
7670         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7671                                         opt, NULL, NULL);
7672         isl_basic_map_free(bmap1);
7673         isl_vec_free(obj);
7674         return res;
7675 error:
7676         isl_basic_map_free(bmap1);
7677         isl_basic_map_free(bmap2);
7678         return isl_lp_error;
7679 }
7680
7681 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7682  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7683  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7684  * smaller or larger than those in bset2.
7685  *
7686  * Returns
7687  *       1 if bset1 follows bset2
7688  *      -1 if bset1 precedes bset2
7689  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7690  *      -2 if some error occurred.
7691  */
7692 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7693         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7694 {
7695         isl_int opt;
7696         enum isl_lp_result res;
7697         int cmp;
7698
7699         isl_int_init(opt);
7700
7701         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7702
7703         if (res == isl_lp_empty)
7704                 cmp = 0;
7705         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7706                   res == isl_lp_unbounded)
7707                 cmp = 1;
7708         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7709                 cmp = -1;
7710         else
7711                 cmp = -2;
7712
7713         isl_int_clear(opt);
7714         return cmp;
7715 }
7716
7717 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7718  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7719  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7720  * than a value of the same dimension in bset2.
7721  *
7722  * Return
7723  *       1 if there exists such a pair
7724  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7725  *      -1 otherwise
7726  *      -2 if some error occurred.
7727  */
7728 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7729         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7730 {
7731         isl_int opt;
7732         enum isl_lp_result res;
7733         int cmp;
7734
7735         isl_int_init(opt);
7736
7737         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7738
7739         if (res == isl_lp_empty)
7740                 cmp = -1;
7741         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7742                   res == isl_lp_unbounded)
7743                 cmp = 1;
7744         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7745                 cmp = -1;
7746         else if (res == isl_lp_ok)
7747                 cmp = 0;
7748         else
7749                 cmp = -2;
7750
7751         isl_int_clear(opt);
7752         return cmp;
7753 }
7754
7755 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7756  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7757  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7758  * than a value of the same dimension in set2.
7759  *
7760  * Return
7761  *       1 if there exists such a pair
7762  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7763  *      -1 otherwise
7764  *      -2 if some error occurred.
7765  */
7766 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7767         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7768 {
7769         int i, j;
7770         int follows = -1;
7771
7772         if (!set1 || !set2)
7773                 return -2;
7774
7775         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7776                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7777                         int f;
7778                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7779                         if (f == 1 || f == -2)
7780                                 return f;
7781                         if (f > follows)
7782                                 follows = f;
7783                 }
7784
7785         return follows;
7786 }
7787
7788 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7789         unsigned pos, isl_int *val)
7790 {
7791         int i;
7792         int d;
7793         unsigned total;
7794
7795         if (!bmap)
7796                 return -1;
7797         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7798         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7799                 for (; d+1 > pos; --d)
7800                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7801                                 break;
7802                 if (d != pos)
7803                         continue;
7804                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7805                         return 0;
7806                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7807                         return 0;
7808                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7809                         return 0;
7810                 if (val)
7811                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7812                 return 1;
7813         }
7814         return 0;
7815 }
7816
7817 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7818         unsigned pos, isl_int *val)
7819 {
7820         int i;
7821         isl_int v;
7822         isl_int tmp;
7823         int fixed;
7824
7825         if (!map)
7826                 return -1;
7827         if (map->n == 0)
7828                 return 0;
7829         if (map->n == 1)
7830                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7831         isl_int_init(v);
7832         isl_int_init(tmp);
7833         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
7834         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7835                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
7836                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7837                         fixed = 0;
7838         }
7839         if (val)
7840                 isl_int_set(*val, v);
7841         isl_int_clear(tmp);
7842         isl_int_clear(v);
7843         return fixed;
7844 }
7845
7846 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7847         unsigned pos, isl_int *val)
7848 {
7849         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7850                                                 pos, val);
7851 }
7852
7853 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7854         isl_int *val)
7855 {
7856         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7857 }
7858
7859 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7860         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7861 {
7862         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7863                 return -1;
7864         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7865                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7866 }
7867
7868 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7869         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7870 {
7871         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7872                 return -1;
7873         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7874                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7875 }
7876
7877 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7878         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7879 {
7880         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
7881 }
7882
7883 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7884         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7885 {
7886         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7887 }
7888
7889 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7890  * then return this fixed value in *val.
7891  */
7892 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7893         unsigned dim, isl_int *val)
7894 {
7895         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7896                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7897 }
7898
7899 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7900  * then return this fixed value in *val.
7901  */
7902 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7903         unsigned dim, isl_int *val)
7904 {
7905         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7906 }
7907
7908 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7909         unsigned dim, isl_int *val)
7910 {
7911         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7912 }
7913
7914 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7915  * then return this fixed value in *val.
7916  */
7917 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7918         unsigned in, isl_int *val)
7919 {
7920         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7921 }
7922
7923 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7924  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7925  */
7926 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7927         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7928 {
7929         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7930         isl_int *c;
7931         unsigned total;
7932         unsigned nparam;
7933
7934         if (!bset)
7935                 return -1;
7936         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7937         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7938         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7939                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7940                         continue;
7941                 if (i_eq != -1)
7942                         return 0;
7943                 i_eq = i;
7944         }
7945         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7946                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7947                         continue;
7948                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7949                         return 0;
7950                 i_ineq = i;
7951         }
7952         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7953                 return 0;
7954         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7955         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7956         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7957                 return 0;
7958         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7959                 return 0;
7960         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7961                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7962                 return 0;
7963         if (val)
7964                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7965         return 1;
7966 }
7967
7968 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7969         unsigned dim, isl_int *val)
7970 {
7971         int i;
7972         isl_int v;
7973         isl_int tmp;
7974         int fixed;
7975
7976         if (!set)
7977                 return -1;
7978         if (set->n == 0)
7979                 return 0;
7980         if (set->n == 1)
7981                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7982                                                                 dim, val);
7983         isl_int_init(v);
7984         isl_int_init(tmp);
7985         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7986                                                                 dim, &v);
7987         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7988                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7989                                                                 dim, &tmp);
7990                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7991                         fixed = 0;
7992         }
7993         if (val)
7994                 isl_int_set(*val, v);
7995         isl_int_clear(tmp);
7996         isl_int_clear(v);
7997         return fixed;
7998 }
7999
8000 struct constraint {
8001         unsigned        size;
8002         isl_int         *c;
8003 };
8004
8005 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8006  * variables sorting first.
8007  */
8008 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8009 {
8010         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8011         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8012         int l1, l2;
8013         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8014
8015         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8016         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8017
8018         if (l1 != l2)
8019                 return l1 - l2;
8020
8021         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8022 }
8023
8024 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8025         struct isl_basic_map *bmap)
8026 {
8027         int i;
8028         struct constraint *c;
8029         unsigned total;
8030
8031         if (!bmap)
8032                 return NULL;
8033         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8034         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8035         if (!c)
8036                 goto error;
8037         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8038                 c[i].size = total;
8039                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8040         }
8041         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8042         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8043                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8044         free(c);
8045         return bmap;
8046 error:
8047         isl_basic_map_free(bmap);
8048         return NULL;
8049 }
8050
8051 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8052         __isl_take isl_basic_set *bset)
8053 {
8054         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8055                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8056 }
8057
8058 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8059 {
8060         if (!bmap)
8061                 return NULL;
8062         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8063                 return bmap;
8064         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8065         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8066         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8067         return bmap;
8068 }
8069
8070 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8071 {
8072         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8073                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8074 }
8075
8076 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8077         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8078 {
8079         int i, cmp;
8080         unsigned total;
8081
8082         if (bmap1 == bmap2)
8083                 return 0;
8084         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8085             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8086                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8087         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8088                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8089         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8090                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8091         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8092                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8093         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8094             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8095                 return 0;
8096         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8097                 return 1;
8098         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8099                 return -1;
8100         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8101                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8102         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8103                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8104         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8105                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8106         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8107         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8108                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8109                 if (cmp)
8110                         return cmp;
8111         }
8112         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8113                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8114                 if (cmp)
8115                         return cmp;
8116         }
8117         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8118                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8119                 if (cmp)
8120                         return cmp;
8121         }
8122         return 0;
8123 }
8124
8125 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8126         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8127 {
8128         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8129 }
8130
8131 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
8132         const __isl_keep isl_set *set2)
8133 {
8134         int i, cmp;
8135
8136         if (set1 == set2)
8137                 return 0;
8138         if (set1->n != set2->n)
8139                 return set1->n - set2->n;
8140
8141         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8142                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8143                 if (cmp)
8144                         return cmp;
8145         }
8146
8147         return 0;
8148 }
8149
8150 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8151         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8152 {
8153         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8154 }
8155
8156 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8157         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8158 {
8159         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8160                                             (isl_basic_map *)bset2);
8161 }
8162
8163 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8164 {
8165         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8166         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8167
8168         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8169 }
8170
8171 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8172  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8173  * meaning of any possible other copies of map.
8174  */
8175 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8176 {
8177         int i, j;
8178         struct isl_basic_map *bmap;
8179
8180         if (!map)
8181                 return NULL;
8182         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8183                 return map;
8184         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8185                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8186                 if (!bmap)
8187                         goto error;
8188                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8189                 map->p[i] = bmap;
8190         }
8191         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8192         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8193         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8194         if (!map)
8195                 return NULL;
8196         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8197                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8198                         continue;
8199                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8200                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8201                         map->p[j-1] = map->p[j];
8202                 map->n--;
8203         }
8204         return map;
8205 error:
8206         isl_map_free(map);
8207         return NULL;
8208
8209 }
8210
8211 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8212 {
8213         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8214 }
8215
8216 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8217 {
8218         int i;
8219         int equal;
8220
8221         if (!map1 || !map2)
8222                 return -1;
8223
8224         if (map1 == map2)
8225                 return 1;
8226         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8227                 return 0;
8228
8229         map1 = isl_map_copy(map1);
8230         map2 = isl_map_copy(map2);
8231         map1 = isl_map_normalize(map1);
8232         map2 = isl_map_normalize(map2);
8233         if (!map1 || !map2)
8234                 goto error;
8235         equal = map1->n == map2->n;
8236         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8237                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8238                 if (equal < 0)
8239                         goto error;
8240         }
8241         isl_map_free(map1);
8242         isl_map_free(map2);
8243         return equal;
8244 error:
8245         isl_map_free(map1);
8246         isl_map_free(map2);
8247         return -1;
8248 }
8249
8250 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8251 {
8252         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8253 }
8254
8255 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8256 {
8257         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8258                                                 (struct isl_map *)set2);
8259 }
8260
8261 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8262 {
8263         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8264 }
8265
8266 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8267  */
8268 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8269         isl_int min, isl_int max)
8270 {
8271         int k;
8272         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8273
8274         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8275         if (!bset)
8276                 goto error;
8277
8278         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8279         if (k < 0)
8280                 goto error;
8281         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8282         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8283
8284         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8285         if (k < 0)
8286                 goto error;
8287         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8288         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8289
8290         return bset;
8291 error:
8292         isl_basic_set_free(bset);
8293         return NULL;
8294 }
8295
8296 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8297  */
8298 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8299         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8300 {
8301         int i;
8302         unsigned dim;
8303         unsigned nparam;
8304         unsigned extra;
8305         unsigned n_eq;
8306         unsigned n_ineq;
8307         struct isl_basic_set *product = NULL;
8308
8309         if (!list)
8310                 goto error;
8311         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8312         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8313         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8314         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8315         extra = list->p[0]->n_div;
8316         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8317         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8318         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8319                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8320                 isl_assert(list->ctx,
8321                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8322                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8323                 extra += list->p[i]->n_div;
8324                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8325                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8326         }
8327         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8328                                         n_eq, n_ineq);
8329         if (!product)
8330                 goto error;
8331         dim = 0;
8332         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8333                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8334                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8335                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8336         }
8337         isl_basic_set_list_free(list);
8338         return product;
8339 error:
8340         isl_basic_set_free(product);
8341         isl_basic_set_list_free(list);
8342         return NULL;
8343 }
8344
8345 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8346                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8347 {
8348         isl_space *dim_result = NULL;
8349         struct isl_basic_map *bmap;
8350         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8351         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8352
8353         if (!bmap1 || !bmap2)
8354                 goto error;
8355
8356         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8357                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8358         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8359                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8360
8361         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8362         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8363         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8364         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8365         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8366
8367         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8368         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8369         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8370         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8371         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8372         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8373         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8374         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8375         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8376         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8377         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8378
8379         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8380                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8381                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8382                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8383         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8384         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8385         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8386         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8387 error:
8388         isl_basic_map_free(bmap1);
8389         isl_basic_map_free(bmap2);
8390         return NULL;
8391 }
8392
8393 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8394         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8395 {
8396         isl_basic_map *prod;
8397
8398         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8399         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8400         return prod;
8401 }
8402
8403 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8404         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8405 {
8406         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8407 }
8408
8409 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8410         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8411 {
8412         isl_space *space_result = NULL;
8413         isl_basic_map *bmap;
8414         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8415         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8416
8417         if (!bmap1 || !bmap2)
8418                 goto error;
8419
8420         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8421                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8422
8423         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8424         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8425         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8426         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8427
8428         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8429         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8430         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8431         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8432         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8433         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8434         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8435         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8436         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8437         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8438         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8439
8440         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8441                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8442                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8443                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8444         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8445         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8446         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8447         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8448 error:
8449         isl_basic_map_free(bmap1);
8450         isl_basic_map_free(bmap2);
8451         return NULL;
8452 }
8453
8454 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8455         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8456 {
8457         isl_space *dim_result = NULL;
8458         isl_basic_map *bmap;
8459         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8460         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8461
8462         if (!bmap1 || !bmap2)
8463                 goto error;
8464
8465         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8466                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8467                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8468                         "parameters don't match", goto error);
8469
8470         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8471                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8472
8473         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8474         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8475         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8476         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8477
8478         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8479         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8480         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8481         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8482         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8483         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8484         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8485         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8486         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8487         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8488         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8489
8490         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8491                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8492                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8493                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8494         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8495         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8496         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8497         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8498 error:
8499         isl_basic_map_free(bmap1);
8500         isl_basic_map_free(bmap2);
8501         return NULL;
8502 }
8503
8504 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8505         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8506 {
8507         isl_basic_map *prod;
8508
8509         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8510         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8511         return prod;
8512 }
8513
8514 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8515         __isl_take isl_map *map2,
8516         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8517                                            __isl_take isl_space *right),
8518         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8519                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8520 {
8521         unsigned flags = 0;
8522         struct isl_map *result;
8523         int i, j;
8524
8525         if (!map1 || !map2)
8526                 goto error;
8527
8528         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8529                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8530
8531         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8532             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8533                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8534
8535         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8536                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8537                                 map1->n * map2->n, flags);
8538         if (!result)
8539                 goto error;
8540         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8541                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8542                         struct isl_basic_map *part;
8543                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8544                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8545                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8546                                 isl_basic_map_free(part);
8547                         else
8548                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8549                         if (!result)
8550                                 goto error;
8551                 }
8552         isl_map_free(map1);
8553         isl_map_free(map2);
8554         return result;
8555 error:
8556         isl_map_free(map1);
8557         isl_map_free(map2);
8558         return NULL;
8559 }
8560
8561 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8562  */
8563 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8564         __isl_take isl_map *map2)
8565 {
8566         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8567 }
8568
8569 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8570         __isl_take isl_map *map2)
8571 {
8572         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8573 }
8574
8575 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8576  */
8577 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8578         __isl_take isl_map *map2)
8579 {
8580         isl_map *prod;
8581
8582         prod = isl_map_product(map1, map2);
8583         prod = isl_map_flatten(prod);
8584         return prod;
8585 }
8586
8587 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8588  */
8589 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8590 {
8591         return isl_map_range_product(set1, set2);
8592 }
8593
8594 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8595         __isl_take isl_set *set2)
8596 {
8597         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8598 }
8599
8600 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8601  */
8602 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8603         __isl_take isl_map *map2)
8604 {
8605         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8606                                 &isl_basic_map_domain_product);
8607 }
8608
8609 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8610  */
8611 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8612         __isl_take isl_map *map2)
8613 {
8614         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8615                                 &isl_basic_map_range_product);
8616 }
8617
8618 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8619         __isl_take isl_map *map2)
8620 {
8621         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8622                                                 &map_domain_product_aligned);
8623 }
8624
8625 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8626         __isl_take isl_map *map2)
8627 {
8628         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8629                                                 &map_range_product_aligned);
8630 }
8631
8632 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8633  */
8634 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8635         __isl_take isl_map *map2)
8636 {
8637         isl_map *prod;
8638
8639         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8640         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8641         return prod;
8642 }
8643
8644 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8645  */
8646 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8647         __isl_take isl_map *map2)
8648 {
8649         isl_map *prod;
8650
8651         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8652         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8653         return prod;
8654 }
8655
8656 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8657 {
8658         int i;
8659         uint32_t hash = isl_hash_init();
8660         unsigned total;
8661
8662         if (!bmap)
8663                 return 0;
8664         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8665         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8666         if (!bmap)
8667                 return 0;
8668         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8669         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8670         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8671                 uint32_t c_hash;
8672                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8673                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8674         }
8675         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8676         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8677                 uint32_t c_hash;
8678                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8679                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8680         }
8681         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8682         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8683                 uint32_t c_hash;
8684                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8685                         continue;
8686                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8687                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8688                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8689         }
8690         isl_basic_map_free(bmap);
8691         return hash;
8692 }
8693
8694 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8695 {
8696         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8697 }
8698
8699 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8700 {
8701         int i;
8702         uint32_t hash;
8703
8704         if (!map)
8705                 return 0;
8706         map = isl_map_copy(map);
8707         map = isl_map_normalize(map);
8708         if (!map)
8709                 return 0;
8710
8711         hash = isl_hash_init();
8712         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8713                 uint32_t bmap_hash;
8714                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8715                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8716         }
8717                 
8718         isl_map_free(map);
8719
8720         return hash;
8721 }
8722
8723 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8724 {
8725         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8726 }
8727
8728 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8729  * by the values of the other parameters and variables.
8730  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8731  */
8732 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8733 {
8734         int i;
8735         unsigned nparam;
8736
8737         if (!bset)
8738                 return -1;
8739         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8740         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8741                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8742                         return 1;
8743         return 0;
8744 }
8745
8746 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8747  * by the values of the other parameters and variables.
8748  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8749  * for each of the subsets.
8750  */
8751 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8752 {
8753         int i;
8754
8755         if (!set)
8756                 return -1;
8757         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8758                 int unique;
8759                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8760                 if (unique != 1)
8761                         return unique;
8762         }
8763         return 1;
8764 }
8765
8766 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8767 {
8768         return set ? set->n : 0;
8769 }
8770
8771 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8772         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8773 {
8774         int i;
8775
8776         if (!map)
8777                 return -1;
8778
8779         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8780                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8781                         return -1;
8782
8783         return 0;
8784 }
8785
8786 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8787         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8788 {
8789         int i;
8790
8791         if (!set)
8792                 return -1;
8793
8794         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8795                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8796                         return -1;
8797
8798         return 0;
8799 }
8800
8801 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8802 {
8803         isl_space *dim;
8804
8805         if (!bset)
8806                 return NULL;
8807
8808         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8809         if (!bset)
8810                 return NULL;
8811
8812         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8813         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8814         if (!dim)
8815                 goto error;
8816         isl_space_free(bset->dim);
8817         bset->dim = dim;
8818         bset->extra -= bset->n_div;
8819         bset->n_div = 0;
8820
8821         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8822
8823         return bset;
8824 error:
8825         isl_basic_set_free(bset);
8826         return NULL;
8827 }
8828
8829 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8830 {
8831         int i;
8832         isl_space *dim;
8833         unsigned n_div;
8834
8835         set = isl_set_align_divs(set);
8836
8837         if (!set)
8838                 return NULL;
8839
8840         set = isl_set_cow(set);
8841         if (!set)
8842                 return NULL;
8843
8844         n_div = set->p[0]->n_div;
8845         dim = isl_set_get_space(set);
8846         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8847         if (!dim)
8848                 goto error;
8849         isl_space_free(set->dim);
8850         set->dim = dim;
8851
8852         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8853                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8854                 if (!set->p[i])
8855                         goto error;
8856         }
8857
8858         return set;
8859 error:
8860         isl_set_free(set);
8861         return NULL;
8862 }
8863
8864 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8865 {
8866         isl_space *dim;
8867         struct isl_basic_map *bmap;
8868         unsigned n_set;
8869         unsigned n_div;
8870         unsigned n_param;
8871         unsigned total;
8872         int i, k, l;
8873
8874         set = isl_set_align_divs(set);
8875
8876         if (!set)
8877                 return NULL;
8878
8879         dim = isl_set_get_space(set);
8880         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8881                 isl_set_free(set);
8882                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8883         }
8884
8885         n_div = set->p[0]->n_div;
8886         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8887         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8888         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8889         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8890         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8891         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8892                 bmap = var_equal(bmap, i);
8893
8894         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8895         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8896                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8897                 if (k < 0)
8898                         goto error;
8899                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8900                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8901                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8902                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8903                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8904                             set->p[0]->div[i][0]);
8905
8906                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8907                 if (l < 0)
8908                         goto error;
8909                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8910                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8911                             set->p[0]->div[i][0]);
8912                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8913         }
8914
8915         isl_set_free(set);
8916         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8917         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8918         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8919 error:
8920         isl_set_free(set);
8921         isl_basic_map_free(bmap);
8922         return NULL;
8923 }
8924
8925 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8926 {
8927         unsigned dim;
8928         int size = 0;
8929
8930         if (!bset)
8931                 return -1;
8932
8933         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8934         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8935         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8936         size += bset->n_div * (2 + dim);
8937
8938         return size;
8939 }
8940
8941 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8942 {
8943         int i;
8944         int size = 0;
8945
8946         if (!set)
8947                 return -1;
8948
8949         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8950                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8951
8952         return size;
8953 }
8954
8955 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8956  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8957  */
8958 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8959         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8960 {
8961         int i;
8962
8963         if (!bmap)
8964                 return -1;
8965
8966         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8967
8968         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8969
8970         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8971                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8972                         continue;
8973                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8974                         return 1;
8975         }
8976
8977         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8978                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8979                         return 1;
8980
8981         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8982                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8983                 if (sgn > 0)
8984                         lower = 1;
8985                 if (sgn < 0)
8986                         upper = 1;
8987         }
8988
8989         return lower && upper;
8990 }
8991
8992 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8993         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8994 {
8995         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
8996 }
8997
8998 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8999         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9000 {
9001         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9002 }
9003
9004 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9005         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9006 {
9007         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9008 }
9009
9010 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9011         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9012 {
9013         int i;
9014
9015         if (!map)
9016                 return -1;
9017
9018         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9019                 int bounded;
9020                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9021                 if (bounded < 0 || !bounded)
9022                         return bounded;
9023         }
9024
9025         return 1;
9026 }
9027
9028 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9029  * and a lower bound.
9030  */
9031 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9032         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9033 {
9034         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9035 }
9036
9037 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9038         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9039         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9040                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9041 {
9042         int i;
9043
9044         if (!map)
9045                 return -1;
9046
9047         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9048                 int bounded;
9049                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9050                 if (bounded < 0 || bounded)
9051                         return bounded;
9052         }
9053
9054         return 0;
9055 }
9056
9057 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9058  */
9059 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9060         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9061 {
9062         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9063 }
9064
9065 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9066  */
9067 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9068         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9069 {
9070         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9071 }
9072
9073 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9074  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9075  * elements of the array "signs".
9076  * Sign
9077  *      1 means that the variable is non-negative
9078  *      -1 means that the variable is non-positive
9079  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9080  */
9081 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9082         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9083 {
9084         isl_vec *bound = NULL;
9085         struct isl_tab *tab = NULL;
9086         struct isl_tab_undo *snap;
9087         int i;
9088
9089         if (!bset || !signs)
9090                 return -1;
9091
9092         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9093         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9094         if (!bound || !tab)
9095                 goto error;
9096
9097         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9098         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9099
9100         snap = isl_tab_snap(tab);
9101         for (i = 0; i < n; ++i) {
9102                 int empty;
9103
9104                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9105                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9106                         goto error;
9107                 empty = tab->empty;
9108                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9109                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9110                         goto error;
9111
9112                 if (empty) {
9113                         signs[i] = 1;
9114                         continue;
9115                 }
9116
9117                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9118                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9119                         goto error;
9120                 empty = tab->empty;
9121                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9122                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9123                         goto error;
9124
9125                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9126         }
9127
9128         isl_tab_free(tab);
9129         isl_vec_free(bound);
9130         return 0;
9131 error:
9132         isl_tab_free(tab);
9133         isl_vec_free(bound);
9134         return -1;
9135 }
9136
9137 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9138         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9139 {
9140         if (!bset || !signs)
9141                 return -1;
9142         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9143                 return -1);
9144
9145         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9146         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9147 }
9148
9149 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9150  * In particular, for each output dimension, check that there is
9151  * an equality that defines the output dimension in terms of
9152  * earlier dimensions.
9153  */
9154 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9155 {
9156         int i, j;
9157         unsigned total;
9158         unsigned n_out;
9159         unsigned o_out;
9160
9161         if (!bmap)
9162                 return -1;
9163
9164         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9165         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9166         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9167
9168         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9169                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9170                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9171                                 continue;
9172                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9173                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9174                                 break;
9175                 }
9176                 if (j >= bmap->n_eq)
9177                         return 0;
9178         }
9179
9180         return 1;
9181 }
9182
9183 /* Check if the given basic map is single-valued.
9184  * We simply compute
9185  *
9186  *      M \circ M^-1
9187  *
9188  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9189  */
9190 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9191 {
9192         isl_space *space;
9193         isl_basic_map *test;
9194         isl_basic_map *id;
9195         int sv;
9196
9197         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9198         if (sv < 0 || sv)
9199                 return sv;
9200
9201         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9202         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9203
9204         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9205         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9206         id = isl_basic_map_identity(space);
9207
9208         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9209
9210         isl_basic_map_free(test);
9211         isl_basic_map_free(id);
9212
9213         return sv;
9214 }
9215
9216 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9217  */
9218 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9219 {
9220         if (!map)
9221                 return -1;
9222         if (map->n == 0)
9223                 return 1;
9224         if (map->n >= 2)
9225                 return 0;
9226
9227         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9228 }
9229
9230 /* Check if the given map is single-valued.
9231  * We simply compute
9232  *
9233  *      M \circ M^-1
9234  *
9235  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9236  */
9237 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9238 {
9239         isl_space *dim;
9240         isl_map *test;
9241         isl_map *id;
9242         int sv;
9243
9244         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9245         if (sv < 0 || sv)
9246                 return sv;
9247
9248         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9249         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9250
9251         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9252         id = isl_map_identity(dim);
9253
9254         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9255
9256         isl_map_free(test);
9257         isl_map_free(id);
9258
9259         return sv;
9260 }
9261
9262 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9263 {
9264         int in;
9265
9266         map = isl_map_copy(map);
9267         map = isl_map_reverse(map);
9268         in = isl_map_is_single_valued(map);
9269         isl_map_free(map);
9270
9271         return in;
9272 }
9273
9274 /* Check if the given map is obviously injective.
9275  */
9276 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9277 {
9278         int in;
9279
9280         map = isl_map_copy(map);
9281         map = isl_map_reverse(map);
9282         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9283         isl_map_free(map);
9284
9285         return in;
9286 }
9287
9288 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9289 {
9290         int sv;
9291
9292         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9293         if (sv < 0 || !sv)
9294                 return sv;
9295
9296         return isl_map_is_injective(map);
9297 }
9298
9299 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9300 {
9301         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9302 }
9303
9304 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9305 {
9306         int ok;
9307         isl_set *delta;
9308
9309         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9310         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9311         isl_set_free(delta);
9312
9313         return ok;
9314 }
9315
9316 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9317 {
9318         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9319                 return 0;
9320         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9321                 return 0;
9322         return 1;
9323 }
9324
9325 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9326 {
9327         int i, j;
9328         unsigned nvar;
9329         unsigned ovar;
9330
9331         if (!bset)
9332                 return -1;
9333
9334         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9335                 return 0;
9336
9337         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9338         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9339         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9340                 int lower = 0, upper = 0;
9341                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9342                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9343                                 continue;
9344                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9345                                 return 0;
9346                         break;
9347                 }
9348                 if (i < bset->n_eq)
9349                         continue;
9350                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9351                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9352                                 continue;
9353                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9354                                 return 0;
9355                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9356                                 lower = 1;
9357                         else
9358                                 upper = 1;
9359                 }
9360                 if (!lower || !upper)
9361                         return 0;
9362         }
9363
9364         return 1;
9365 }
9366
9367 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9368 {
9369         if (!set)
9370                 return -1;
9371         if (set->n != 1)
9372                 return 0;
9373
9374         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9375 }
9376
9377 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9378 {
9379         if (!bset)
9380                 return -1;
9381         
9382         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9383 }
9384
9385 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9386 {
9387         if (!set)
9388                 return -1;
9389         
9390         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9391 }
9392
9393 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9394 {
9395         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9396         if (!bmap)
9397                 return NULL;
9398
9399         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9400         if (!bmap->dim)
9401                 goto error;
9402
9403         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9404
9405         return (isl_basic_set *)bmap;
9406 error:
9407         isl_basic_map_free(bmap);
9408         return NULL;
9409 }
9410
9411 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9412 {
9413         int i;
9414
9415         map = isl_map_cow(map);
9416         if (!map)
9417                 return NULL;
9418
9419         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9420                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9421                 if (!map->p[i])
9422                         goto error;
9423         }
9424         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9425         if (!map->dim)
9426                 goto error;
9427
9428         return (isl_set *)map;
9429 error:
9430         isl_map_free(map);
9431         return NULL;
9432 }
9433
9434 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9435 {
9436         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9437         if (!bset)
9438                 return NULL;
9439
9440         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9441         if (!bset->dim)
9442                 goto error;
9443
9444         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9445
9446         return (isl_basic_map *)bset;
9447 error:
9448         isl_basic_set_free(bset);
9449         return NULL;
9450 }
9451
9452 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9453 {
9454         int i;
9455
9456         if (!set)
9457                 return NULL;
9458
9459         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9460                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9461                         goto error);
9462
9463         set = isl_set_cow(set);
9464         if (!set)
9465                 return NULL;
9466
9467         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9468                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9469                 if (!set->p[i])
9470                         goto error;
9471         }
9472
9473         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9474         if (!set->dim)
9475                 goto error;
9476
9477         return (isl_map *)set;
9478 error:
9479         isl_set_free(set);
9480         return NULL;
9481 }
9482
9483 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9484         enum isl_dim_type type)
9485 {
9486         if (!bmap)
9487                 return NULL;
9488
9489         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9490                 return bmap;
9491
9492         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9493         if (!bmap)
9494                 return NULL;
9495
9496         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9497         if (!bmap->dim)
9498                 goto error;
9499
9500         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9501
9502         return bmap;
9503 error:
9504         isl_basic_map_free(bmap);
9505         return NULL;
9506 }
9507
9508 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9509         enum isl_dim_type type)
9510 {
9511         int i;
9512
9513         if (!map)
9514                 return NULL;
9515
9516         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9517                 return map;
9518
9519         map = isl_map_cow(map);
9520         if (!map)
9521                 return NULL;
9522
9523         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9524                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9525                 if (!map->p[i])
9526                         goto error;
9527         }
9528         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9529         if (!map->dim)
9530                 goto error;
9531
9532         return map;
9533 error:
9534         isl_map_free(map);
9535         return NULL;
9536 }
9537
9538 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9539 {
9540         if (!bmap)
9541                 return NULL;
9542
9543         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9544                 return bmap;
9545
9546         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9547         if (!bmap)
9548                 return NULL;
9549
9550         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9551         if (!bmap->dim)
9552                 goto error;
9553
9554         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9555
9556         return bmap;
9557 error:
9558         isl_basic_map_free(bmap);
9559         return NULL;
9560 }
9561
9562 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9563 {
9564         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9565 }
9566
9567 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9568         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9569 {
9570         if (!bmap)
9571                 return NULL;
9572
9573         if (!bmap->dim->nested[0])
9574                 return bmap;
9575
9576         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9577         if (!bmap)
9578                 return NULL;
9579
9580         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9581         if (!bmap->dim)
9582                 goto error;
9583
9584         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9585
9586         return bmap;
9587 error:
9588         isl_basic_map_free(bmap);
9589         return NULL;
9590 }
9591
9592 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9593         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9594 {
9595         if (!bmap)
9596                 return NULL;
9597
9598         if (!bmap->dim->nested[1])
9599                 return bmap;
9600
9601         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9602         if (!bmap)
9603                 return NULL;
9604
9605         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9606         if (!bmap->dim)
9607                 goto error;
9608
9609         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9610
9611         return bmap;
9612 error:
9613         isl_basic_map_free(bmap);
9614         return NULL;
9615 }
9616
9617 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9618 {
9619         int i;
9620
9621         if (!map)
9622                 return NULL;
9623
9624         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9625                 return map;
9626
9627         map = isl_map_cow(map);
9628         if (!map)
9629                 return NULL;
9630
9631         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9632                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9633                 if (!map->p[i])
9634                         goto error;
9635         }
9636         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9637         if (!map->dim)
9638                 goto error;
9639
9640         return map;
9641 error:
9642         isl_map_free(map);
9643         return NULL;
9644 }
9645
9646 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9647 {
9648         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9649 }
9650
9651 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9652 {
9653         isl_space *dim, *flat_dim;
9654         isl_map *map;
9655
9656         dim = isl_set_get_space(set);
9657         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9658         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9659         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9660
9661         return map;
9662 }
9663
9664 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9665 {
9666         int i;
9667
9668         if (!map)
9669                 return NULL;
9670
9671         if (!map->dim->nested[0])
9672                 return map;
9673
9674         map = isl_map_cow(map);
9675         if (!map)
9676                 return NULL;
9677
9678         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9679                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9680                 if (!map->p[i])
9681                         goto error;
9682         }
9683         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9684         if (!map->dim)
9685                 goto error;
9686
9687         return map;
9688 error:
9689         isl_map_free(map);
9690         return NULL;
9691 }
9692
9693 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9694 {
9695         int i;
9696
9697         if (!map)
9698                 return NULL;
9699
9700         if (!map->dim->nested[1])
9701                 return map;
9702
9703         map = isl_map_cow(map);
9704         if (!map)
9705                 return NULL;
9706
9707         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9708                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9709                 if (!map->p[i])
9710                         goto error;
9711         }
9712         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9713         if (!map->dim)
9714                 goto error;
9715
9716         return map;
9717 error:
9718         isl_map_free(map);
9719         return NULL;
9720 }
9721
9722 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9723  * and set the dimension specification to "dim".
9724  */
9725 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9726         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9727 {
9728         isl_basic_map *res;
9729         unsigned flags;
9730
9731         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9732         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9733                 goto error;
9734
9735         flags = bmap->flags;
9736         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9737         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9738         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9739         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9740                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9741         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9742         if (res)
9743                 res->flags = flags;
9744         res = isl_basic_map_finalize(res);
9745         return res;
9746 error:
9747         free(dim_map);
9748         isl_basic_map_free(bmap);
9749         isl_space_free(dim);
9750         return NULL;
9751 }
9752
9753 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9754  */
9755 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9756         __isl_take isl_reordering *r)
9757 {
9758         int i;
9759         struct isl_dim_map *dim_map;
9760
9761         map = isl_map_cow(map);
9762         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9763         if (!map || !r || !dim_map)
9764                 goto error;
9765
9766         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9767                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9768
9769                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9770
9771                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9772                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9773
9774                 if (!map->p[i])
9775                         goto error;
9776         }
9777
9778         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9779
9780         isl_reordering_free(r);
9781         free(dim_map);
9782         return map;
9783 error:
9784         free(dim_map);
9785         isl_map_free(map);
9786         isl_reordering_free(r);
9787         return NULL;
9788 }
9789
9790 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9791         __isl_take isl_reordering *r)
9792 {
9793         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9794 }
9795
9796 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9797         __isl_take isl_space *model)
9798 {
9799         isl_ctx *ctx;
9800
9801         if (!map || !model)
9802                 goto error;
9803
9804         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9805         if (!isl_space_has_named_params(model))
9806                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9807                         "model has unnamed parameters", goto error);
9808         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9809                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9810                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9811         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9812                 isl_reordering *exp;
9813
9814                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9815                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9816                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9817                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9818                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9819                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9820                 map = isl_map_realign(map, exp);
9821         }
9822
9823         isl_space_free(model);
9824         return map;
9825 error:
9826         isl_space_free(model);
9827         isl_map_free(map);
9828         return NULL;
9829 }
9830
9831 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9832         __isl_take isl_space *model)
9833 {
9834         return isl_map_align_params(set, model);
9835 }
9836
9837 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
9838  * additional parameters if needed.
9839  */
9840 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
9841         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
9842 {
9843         isl_ctx *ctx;
9844
9845         if (!bmap || !model)
9846                 goto error;
9847
9848         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9849         if (!isl_space_has_named_params(model))
9850                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9851                         "model has unnamed parameters", goto error);
9852         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
9853                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9854                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9855         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9856                 isl_reordering *exp;
9857                 struct isl_dim_map *dim_map;
9858
9859                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9860                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9861                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9862                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9863                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
9864                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
9865                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
9866                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
9867                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
9868                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
9869                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
9870                 isl_reordering_free(exp);
9871                 free(dim_map);
9872         }
9873
9874         isl_space_free(model);
9875         return bmap;
9876 error:
9877         isl_space_free(model);
9878         isl_basic_map_free(bmap);
9879         return NULL;
9880 }
9881
9882 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
9883  * additional parameters if needed.
9884  */
9885 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
9886         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
9887 {
9888         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
9889 }
9890
9891 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9892                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9893                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9894                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9895 {
9896         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9897         struct isl_mat *mat;
9898         int i, j, k;
9899         int pos;
9900
9901         if (!bmap)
9902                 return NULL;
9903         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9904                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9905         if (!mat)
9906                 return NULL;
9907         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9908                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9909                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9910                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9911                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9912                                             bmap->eq[i][off + k]);
9913                                 ++pos;
9914                         }
9915                 }
9916
9917         return mat;
9918 }
9919
9920 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9921                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9922                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9923                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9924 {
9925         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9926         struct isl_mat *mat;
9927         int i, j, k;
9928         int pos;
9929
9930         if (!bmap)
9931                 return NULL;
9932         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9933                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9934         if (!mat)
9935                 return NULL;
9936         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9937                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9938                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9939                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9940                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9941                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9942                                 ++pos;
9943                         }
9944                 }
9945
9946         return mat;
9947 }
9948
9949 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9950         __isl_take isl_space *dim,
9951         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9952         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9953         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9954 {
9955         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9956         isl_basic_map *bmap;
9957         unsigned total;
9958         unsigned extra;
9959         int i, j, k, l;
9960         int pos;
9961
9962         if (!dim || !eq || !ineq)
9963                 goto error;
9964
9965         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9966                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9967                         "equalities and inequalities matrices should have "
9968                         "same number of columns", goto error);
9969
9970         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9971
9972         if (eq->n_col < total)
9973                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9974                         "number of columns too small", goto error);
9975
9976         extra = eq->n_col - total;
9977
9978         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9979                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9980         if (!bmap)
9981                 goto error;
9982         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9983                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9984                 if (k < 0)
9985                         goto error;
9986                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
9987         }
9988         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
9989                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9990                 if (l < 0)
9991                         goto error;
9992                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9993                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9994                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9995                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
9996                                             eq->row[i][pos]);
9997                                 ++pos;
9998                         }
9999                 }
10000         }
10001         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10002                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10003                 if (l < 0)
10004                         goto error;
10005                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10006                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10007                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10008                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10009                                             ineq->row[i][pos]);
10010                                 ++pos;
10011                         }
10012                 }
10013         }
10014
10015         isl_space_free(dim);
10016         isl_mat_free(eq);
10017         isl_mat_free(ineq);
10018
10019         return bmap;
10020 error:
10021         isl_space_free(dim);
10022         isl_mat_free(eq);
10023         isl_mat_free(ineq);
10024         return NULL;
10025 }
10026
10027 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10028         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10029         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10030 {
10031         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10032                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10033 }
10034
10035 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10036         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10037         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10038 {
10039         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10040                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10041 }
10042
10043 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10044         __isl_take isl_space *dim,
10045         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10046         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10047 {
10048         return (isl_basic_set*)
10049             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10050                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10051 }
10052
10053 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10054 {
10055         if (!bmap)
10056                 return -1;
10057         
10058         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10059 }
10060
10061 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10062 {
10063         if (!map)
10064                 return -1;
10065         
10066         return isl_space_can_zip(map->dim);
10067 }
10068
10069 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10070  * (A -> C) -> (B -> D).
10071  */
10072 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10073 {
10074         unsigned pos;
10075         unsigned n1;
10076         unsigned n2;
10077
10078         if (!bmap)
10079                 return NULL;
10080
10081         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10082                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10083                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10084         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10085                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10086         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10087         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10088         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10089         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10090         if (!bmap)
10091                 return NULL;
10092         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10093         if (!bmap->dim)
10094                 goto error;
10095         return bmap;
10096 error:
10097         isl_basic_map_free(bmap);
10098         return NULL;
10099 }
10100
10101 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10102  * (A -> C) -> (B -> D).
10103  */
10104 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10105 {
10106         int i;
10107
10108         if (!map)
10109                 return NULL;
10110
10111         if (!isl_map_can_zip(map))
10112                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10113                         goto error);
10114
10115         map = isl_map_cow(map);
10116         if (!map)
10117                 return NULL;
10118
10119         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10120                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10121                 if (!map->p[i])
10122                         goto error;
10123         }
10124
10125         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10126         if (!map->dim)
10127                 goto error;
10128
10129         return map;
10130 error:
10131         isl_map_free(map);
10132         return NULL;
10133 }
10134
10135 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10136  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10137  */
10138 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10139 {
10140         if (!bmap)
10141                 return -1;
10142
10143         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10144 }
10145
10146 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10147  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10148  */
10149 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10150 {
10151         if (!map)
10152                 return -1;
10153
10154         return isl_space_can_curry(map->dim);
10155 }
10156
10157 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10158  * A -> (B -> C).
10159  */
10160 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10161 {
10162
10163         if (!bmap)
10164                 return NULL;
10165
10166         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10167                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10168                         "basic map cannot be curried", goto error);
10169         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10170         if (!bmap->dim)
10171                 goto error;
10172         return bmap;
10173 error:
10174         isl_basic_map_free(bmap);
10175         return NULL;
10176 }
10177
10178 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10179  * A -> (B -> C).
10180  */
10181 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10182 {
10183         int i;
10184
10185         if (!map)
10186                 return NULL;
10187
10188         if (!isl_map_can_curry(map))
10189                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10190                         goto error);
10191
10192         map = isl_map_cow(map);
10193         if (!map)
10194                 return NULL;
10195
10196         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10197                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10198                 if (!map->p[i])
10199                         goto error;
10200         }
10201
10202         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10203         if (!map->dim)
10204                 goto error;
10205
10206         return map;
10207 error:
10208         isl_map_free(map);
10209         return NULL;
10210 }
10211
10212 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10213  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10214  */
10215 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10216 {
10217         int k;
10218         int pos;
10219         isl_local_space *ls;
10220         isl_basic_map *bmap;
10221
10222         if (!aff)
10223                 return NULL;
10224
10225         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10226         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10227         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10228         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10229         if (k < 0)
10230                 goto error;
10231
10232         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10233         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10234         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10235         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10236                     aff->v->size - (pos + 1));
10237
10238         isl_aff_free(aff);
10239         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10240         return bmap;
10241 error:
10242         isl_aff_free(aff);
10243         isl_basic_map_free(bmap);
10244         return NULL;
10245 }
10246
10247 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10248  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10249  */
10250 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10251 {
10252         isl_basic_map *bmap;
10253
10254         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10255         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10256 }
10257
10258 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10259  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10260  * corresponding affine expression.
10261  */
10262 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10263         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10264 {
10265         int i;
10266         isl_space *space;
10267         isl_basic_map *bmap;
10268
10269         if (!maff)
10270                 return NULL;
10271
10272         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10273                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10274                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10275
10276         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10277         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10278
10279         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10280                 isl_aff *aff;
10281                 isl_basic_map *bmap_i;
10282
10283                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10284                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10285
10286                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10287         }
10288
10289         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10290
10291         isl_multi_aff_free(maff);
10292         return bmap;
10293 }
10294
10295 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10296  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10297  * corresponding affine expression.
10298  */
10299 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10300 {
10301         isl_basic_map *bmap;
10302
10303         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10304         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10305 }
10306
10307 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10308  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10309  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10310  * corresponding affine expression.
10311  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10312  * domain_dim.
10313  */
10314 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10315         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10316 {
10317         int i;
10318         isl_space *dim;
10319         isl_basic_map *bmap;
10320
10321         if (!list)
10322                 return NULL;
10323
10324         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10325         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10326
10327         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10328                 isl_aff *aff;
10329                 isl_basic_map *bmap_i;
10330
10331                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10332                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10333
10334                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10335         }
10336
10337         isl_aff_list_free(list);
10338         return bmap;
10339 }
10340
10341 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10342         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10343 {
10344         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10345 }
10346
10347 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10348  */
10349 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10350         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10351 {
10352         isl_basic_map *bmap = NULL;
10353         int i;
10354
10355         if (!space)
10356                 return NULL;
10357
10358         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10359                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10360                         "index out of bounds", goto error);
10361         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10362                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10363                         "index out of bounds", goto error);
10364
10365         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10366                 return isl_basic_map_universe(space);
10367
10368         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10369         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10370         if (i < 0)
10371                 goto error;
10372         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10373         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10374         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10375         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10376         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10377         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10378         isl_space_free(space);
10379         return bmap;
10380 error:
10381         isl_space_free(space);
10382         isl_basic_map_free(bmap);
10383         return NULL;
10384 }
10385
10386 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10387  */
10388 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10389         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10390 {
10391         isl_basic_map *eq;
10392
10393         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10394
10395         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10396
10397         return bmap;
10398 }
10399
10400 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10401  */
10402 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10403         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10404 {
10405         isl_basic_map *bmap;
10406
10407         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10408
10409         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10410
10411         return map;
10412 }
10413
10414 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10415  */
10416 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10417         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10418 {
10419         isl_basic_map *bmap = NULL;
10420         int i;
10421
10422         if (!map)
10423                 return NULL;
10424
10425         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10426                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10427                         "index out of bounds", goto error);
10428         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10429                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10430                         "index out of bounds", goto error);
10431
10432         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10433         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10434         if (i < 0)
10435                 goto error;
10436         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10437         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10438         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10439         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10440         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10441         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10442
10443         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10444
10445         return map;
10446 error:
10447         isl_basic_map_free(bmap);
10448         isl_map_free(map);
10449         return NULL;
10450 }
10451
10452 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10453  * greater than that of the second.
10454  */
10455 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10456         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10457 {
10458         isl_basic_map *bmap = NULL;
10459         int i;
10460
10461         if (!map)
10462                 return NULL;
10463
10464         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10465                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10466                         "index out of bounds", goto error);
10467         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10468                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10469                         "index out of bounds", goto error);
10470
10471         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10472                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10473                 isl_map_free(map);
10474                 return isl_map_empty(space);
10475         }
10476
10477         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10478         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10479         if (i < 0)
10480                 goto error;
10481         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10482         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10483         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10484         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10485         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10486         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10487         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10488
10489         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10490
10491         return map;
10492 error:
10493         isl_basic_map_free(bmap);
10494         isl_map_free(map);
10495         return NULL;
10496 }
10497
10498 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10499  * smaller than that of the second.
10500  */
10501 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10502         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10503 {
10504         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10505 }
10506
10507 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10508         int pos)
10509 {
10510         isl_aff *div;
10511         isl_local_space *ls;
10512
10513         if (!bmap)
10514                 return NULL;
10515
10516         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10517                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10518                         "some divs are unknown", return NULL);
10519
10520         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10521         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10522         isl_local_space_free(ls);
10523
10524         return div;
10525 }
10526
10527 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10528         int pos)
10529 {
10530         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10531 }
10532
10533 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10534  *
10535  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10536  *
10537  *      f/d
10538  *
10539  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10540  *
10541  *      floor((a i + g)/m)
10542  *
10543  * is replaced by
10544  *
10545  *      floor((a f + d g)/(m d))
10546  *
10547  * Constraints of the form
10548  *
10549  *      a i + g
10550  *
10551  * are replaced by
10552  *
10553  *      a f + d g
10554  */
10555 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10556         __isl_take isl_basic_set *bset,
10557         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10558 {
10559         int i;
10560         isl_int v;
10561         isl_ctx *ctx;
10562
10563         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10564                 return bset;
10565
10566         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10567         if (!bset || !subs)
10568                 goto error;
10569
10570         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10571         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10572                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10573                         "spaces don't match", goto error);
10574         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10575                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10576                         "cannot handle divs yet", goto error);
10577
10578         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10579
10580         isl_int_init(v);
10581
10582         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10583                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10584                         continue;
10585                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10586                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10587                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10588                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10589         }
10590
10591         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10592                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10593                         continue;
10594                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10595                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10596                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10597                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10598         }
10599
10600         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10601                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10602                         continue;
10603                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10604                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10605                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10606                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10607                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10608                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10609         }
10610
10611         isl_int_clear(v);
10612
10613         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10614         return isl_basic_set_finalize(bset);
10615 error:
10616         isl_basic_set_free(bset);
10617         return NULL;
10618 }
10619
10620 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10621  */
10622 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10623         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10624 {
10625         int i;
10626
10627         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10628                 return set;
10629
10630         set = isl_set_cow(set);
10631         if (!set || !subs)
10632                 goto error;
10633
10634         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10635                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10636                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10637                         goto error;
10638         }
10639
10640         return set;
10641 error:
10642         isl_set_free(set);
10643         return NULL;
10644 }