1ec412162ef1076149a5ca6cac999c47382893c2
[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 MIT 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 /* Does the input or output tuple have a name?
412  */
413 int isl_map_has_tuple_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
414 {
415         return map ? isl_space_has_tuple_name(map->dim, type) : -1;
416 }
417
418 const char *isl_map_get_tuple_name(__isl_keep isl_map *map,
419         enum isl_dim_type type)
420 {
421         return map ? isl_space_get_tuple_name(map->dim, type) : NULL;
422 }
423
424 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_name(__isl_take isl_set *set,
425         const char *s)
426 {
427         return (isl_set *)isl_map_set_tuple_name((isl_map *)set, isl_dim_set, s);
428 }
429
430 __isl_give isl_map *isl_map_set_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
431         enum isl_dim_type type, __isl_take isl_id *id)
432 {
433         map = isl_map_cow(map);
434         if (!map)
435                 return isl_id_free(id);
436
437         map->dim = isl_space_set_tuple_id(map->dim, type, id);
438
439         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
440 }
441
442 __isl_give isl_set *isl_set_set_tuple_id(__isl_take isl_set *set,
443         __isl_take isl_id *id)
444 {
445         return isl_map_set_tuple_id(set, isl_dim_set, id);
446 }
447
448 __isl_give isl_map *isl_map_reset_tuple_id(__isl_take isl_map *map,
449         enum isl_dim_type type)
450 {
451         map = isl_map_cow(map);
452         if (!map)
453                 return NULL;
454
455         map->dim = isl_space_reset_tuple_id(map->dim, type);
456
457         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
458 }
459
460 __isl_give isl_set *isl_set_reset_tuple_id(__isl_take isl_set *set)
461 {
462         return isl_map_reset_tuple_id(set, isl_dim_set);
463 }
464
465 int isl_map_has_tuple_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type)
466 {
467         return map ? isl_space_has_tuple_id(map->dim, type) : -1;
468 }
469
470 __isl_give isl_id *isl_map_get_tuple_id(__isl_keep isl_map *map,
471         enum isl_dim_type type)
472 {
473         return map ? isl_space_get_tuple_id(map->dim, type) : NULL;
474 }
475
476 int isl_set_has_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
477 {
478         return isl_map_has_tuple_id(set, isl_dim_set);
479 }
480
481 __isl_give isl_id *isl_set_get_tuple_id(__isl_keep isl_set *set)
482 {
483         return isl_map_get_tuple_id(set, isl_dim_set);
484 }
485
486 /* Does the set tuple have a name?
487  */
488 int isl_set_has_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
489 {
490         return set ? isl_space_has_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : -1;
491 }
492
493
494 const char *isl_basic_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_basic_set *bset)
495 {
496         return bset ? isl_space_get_tuple_name(bset->dim, isl_dim_set) : NULL;
497 }
498
499 const char *isl_set_get_tuple_name(__isl_keep isl_set *set)
500 {
501         return set ? isl_space_get_tuple_name(set->dim, isl_dim_set) : NULL;
502 }
503
504 const char *isl_basic_map_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
505         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
506 {
507         return bmap ? isl_space_get_dim_name(bmap->dim, type, pos) : NULL;
508 }
509
510 const char *isl_basic_set_get_dim_name(__isl_keep isl_basic_set *bset,
511         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
512 {
513         return bset ? isl_space_get_dim_name(bset->dim, type, pos) : NULL;
514 }
515
516 /* Does the given dimension have a name?
517  */
518 int isl_map_has_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
519         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
520 {
521         return map ? isl_space_has_dim_name(map->dim, type, pos) : -1;
522 }
523
524 const char *isl_map_get_dim_name(__isl_keep isl_map *map,
525         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
526 {
527         return map ? isl_space_get_dim_name(map->dim, type, pos) : NULL;
528 }
529
530 const char *isl_set_get_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
531         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
532 {
533         return set ? isl_space_get_dim_name(set->dim, type, pos) : NULL;
534 }
535
536 /* Does the given dimension have a name?
537  */
538 int isl_set_has_dim_name(__isl_keep isl_set *set,
539         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
540 {
541         return set ? isl_space_has_dim_name(set->dim, type, pos) : -1;
542 }
543
544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_set_dim_name(
545         __isl_take isl_basic_map *bmap,
546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
547 {
548         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
549         if (!bmap)
550                 return NULL;
551         bmap->dim = isl_space_set_dim_name(bmap->dim, type, pos, s);
552         if (!bmap->dim)
553                 goto error;
554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
555 error:
556         isl_basic_map_free(bmap);
557         return NULL;
558 }
559
560 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_name(__isl_take isl_map *map,
561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
562 {
563         int i;
564
565         map = isl_map_cow(map);
566         if (!map)
567                 return NULL;
568
569         map->dim = isl_space_set_dim_name(map->dim, type, pos, s);
570         if (!map->dim)
571                 goto error;
572
573         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
574                 map->p[i] = isl_basic_map_set_dim_name(map->p[i], type, pos, s);
575                 if (!map->p[i])
576                         goto error;
577         }
578
579         return map;
580 error:
581         isl_map_free(map);
582         return NULL;
583 }
584
585 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_set_dim_name(
586         __isl_take isl_basic_set *bset,
587         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
588 {
589         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_set_dim_name(
590                 (isl_basic_map *)bset, type, pos, s);
591 }
592
593 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_name(__isl_take isl_set *set,
594         enum isl_dim_type type, unsigned pos, const char *s)
595 {
596         return (isl_set *)isl_map_set_dim_name((isl_map *)set, type, pos, s);
597 }
598
599 int isl_basic_map_has_dim_id(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
600         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
601 {
602         return bmap ? isl_space_has_dim_id(bmap->dim, type, pos) : -1;
603 }
604
605 __isl_give isl_id *isl_basic_set_get_dim_id(__isl_keep isl_basic_set *bset,
606         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
607 {
608         return bset ? isl_space_get_dim_id(bset->dim, type, pos) : NULL;
609 }
610
611 int isl_map_has_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
612         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
613 {
614         return map ? isl_space_has_dim_id(map->dim, type, pos) : -1;
615 }
616
617 __isl_give isl_id *isl_map_get_dim_id(__isl_keep isl_map *map,
618         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
619 {
620         return map ? isl_space_get_dim_id(map->dim, type, pos) : NULL;
621 }
622
623 int isl_set_has_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
624         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
625 {
626         return isl_map_has_dim_id(set, type, pos);
627 }
628
629 __isl_give isl_id *isl_set_get_dim_id(__isl_keep isl_set *set,
630         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
631 {
632         return isl_map_get_dim_id(set, type, pos);
633 }
634
635 __isl_give isl_map *isl_map_set_dim_id(__isl_take isl_map *map,
636         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
637 {
638         map = isl_map_cow(map);
639         if (!map)
640                 return isl_id_free(id);
641
642         map->dim = isl_space_set_dim_id(map->dim, type, pos, id);
643
644         return isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(map->dim));
645 }
646
647 __isl_give isl_set *isl_set_set_dim_id(__isl_take isl_set *set,
648         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_take isl_id *id)
649 {
650         return isl_map_set_dim_id(set, type, pos, id);
651 }
652
653 int isl_map_find_dim_by_id(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
654         __isl_keep isl_id *id)
655 {
656         if (!map)
657                 return -1;
658         return isl_space_find_dim_by_id(map->dim, type, id);
659 }
660
661 int isl_set_find_dim_by_id(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
662         __isl_keep isl_id *id)
663 {
664         return isl_map_find_dim_by_id(set, type, id);
665 }
666
667 int isl_map_find_dim_by_name(__isl_keep isl_map *map, enum isl_dim_type type,
668         const char *name)
669 {
670         if (!map)
671                 return -1;
672         return isl_space_find_dim_by_name(map->dim, type, name);
673 }
674
675 int isl_set_find_dim_by_name(__isl_keep isl_set *set, enum isl_dim_type type,
676         const char *name)
677 {
678         return isl_map_find_dim_by_name(set, type, name);
679 }
680
681 int isl_basic_map_is_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
682 {
683         if (!bmap)
684                 return -1;
685         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL);
686 }
687
688 int isl_basic_set_is_rational(__isl_keep isl_basic_set *bset)
689 {
690         return isl_basic_map_is_rational(bset);
691 }
692
693 /* Does "bmap" contain any rational points?
694  *
695  * If "bmap" has an equality for each dimension, equating the dimension
696  * to an integer constant, then it has no rational points, even if it
697  * is marked as rational.
698  */
699 int isl_basic_map_has_rational(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
700 {
701         int has_rational = 1;
702         unsigned total;
703
704         if (!bmap)
705                 return -1;
706         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap))
707                 return 0;
708         if (!isl_basic_map_is_rational(bmap))
709                 return 0;
710         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
711         bmap = isl_basic_map_implicit_equalities(bmap);
712         if (!bmap)
713                 return -1;
714         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
715         if (bmap->n_eq == total) {
716                 int i, j;
717                 for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
718                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1, total);
719                         if (j < 0)
720                                 break;
721                         if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1 + j]) &&
722                             !isl_int_is_negone(bmap->eq[i][1 + j]))
723                                 break;
724                         j = isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + 1 + j + 1,
725                                                     total - j - 1);
726                         if (j >= 0)
727                                 break;
728                 }
729                 if (i == bmap->n_eq)
730                         has_rational = 0;
731         }
732         isl_basic_map_free(bmap);
733
734         return has_rational;
735 }
736
737 /* Does "map" contain any rational points?
738  */
739 int isl_map_has_rational(__isl_keep isl_map *map)
740 {
741         int i;
742         int has_rational;
743
744         if (!map)
745                 return -1;
746         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
747                 has_rational = isl_basic_map_has_rational(map->p[i]);
748                 if (has_rational < 0)
749                         return -1;
750                 if (has_rational)
751                         return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /* Does "set" contain any rational points?
757  */
758 int isl_set_has_rational(__isl_keep isl_set *set)
759 {
760         return isl_map_has_rational(set);
761 }
762
763 /* Is this basic set a parameter domain?
764  */
765 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
766 {
767         if (!bset)
768                 return -1;
769         return isl_space_is_params(bset->dim);
770 }
771
772 /* Is this set a parameter domain?
773  */
774 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
775 {
776         if (!set)
777                 return -1;
778         return isl_space_is_params(set->dim);
779 }
780
781 /* Is this map actually a parameter domain?
782  * Users should never call this function.  Outside of isl,
783  * a map can never be a parameter domain.
784  */
785 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
786 {
787         if (!map)
788                 return -1;
789         return isl_space_is_params(map->dim);
790 }
791
792 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
793                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
794                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
795 {
796         int i;
797         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
798
799         bmap->ctx = ctx;
800         isl_ctx_ref(ctx);
801
802         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
803         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
804                 goto error;
805
806         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
807         if (!bmap->ineq)
808                 goto error;
809
810         if (extra == 0) {
811                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
812                 bmap->div = NULL;
813         } else {
814                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
815                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
816                         goto error;
817
818                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
819                 if (!bmap->div)
820                         goto error;
821         }
822
823         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
824                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
825
826         for (i = 0; i < extra; ++i)
827                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
828
829         bmap->ref = 1;
830         bmap->flags = 0;
831         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
832         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
833         bmap->extra = extra;
834         bmap->n_eq = 0;
835         bmap->n_ineq = 0;
836         bmap->n_div = 0;
837         bmap->sample = NULL;
838
839         return bmap;
840 error:
841         isl_basic_map_free(bmap);
842         return NULL;
843 }
844
845 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
846                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
847                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
848 {
849         struct isl_basic_map *bmap;
850         isl_space *space;
851
852         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
853         if (!space)
854                 return NULL;
855
856         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
857         return (struct isl_basic_set *)bmap;
858 }
859
860 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
861                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
862 {
863         struct isl_basic_map *bmap;
864         if (!dim)
865                 return NULL;
866         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
868         return (struct isl_basic_set *)bmap;
869 error:
870         isl_space_free(dim);
871         return NULL;
872 }
873
874 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
875                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
876 {
877         struct isl_basic_map *bmap;
878
879         if (!dim)
880                 return NULL;
881         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
882         if (!bmap)
883                 goto error;
884         bmap->dim = dim;
885
886         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
887 error:
888         isl_space_free(dim);
889         return NULL;
890 }
891
892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
893                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
894                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
895 {
896         struct isl_basic_map *bmap;
897         isl_space *dim;
898
899         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
900         if (!dim)
901                 return NULL;
902
903         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
904         return bmap;
905 }
906
907 static void dup_constraints(
908                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
909 {
910         int i;
911         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
912
913         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
914                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
915                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
916         }
917
918         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
919                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
920                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
921         }
922
923         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
924                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
925                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
926         }
927         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
928 }
929
930 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
931 {
932         struct isl_basic_map *dup;
933
934         if (!bmap)
935                 return NULL;
936         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
937                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
938         if (!dup)
939                 return NULL;
940         dup_constraints(dup, bmap);
941         dup->flags = bmap->flags;
942         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
943         return dup;
944 }
945
946 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
947 {
948         struct isl_basic_map *dup;
949
950         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
951         return (struct isl_basic_set *)dup;
952 }
953
954 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
955 {
956         if (!bset)
957                 return NULL;
958
959         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
960                 bset->ref++;
961                 return bset;
962         }
963         return isl_basic_set_dup(bset);
964 }
965
966 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
967 {
968         if (!set)
969                 return NULL;
970
971         set->ref++;
972         return set;
973 }
974
975 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
976 {
977         if (!bmap)
978                 return NULL;
979
980         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
981                 bmap->ref++;
982                 return bmap;
983         }
984         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
985         if (bmap)
986                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
987         return bmap;
988 }
989
990 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
991 {
992         if (!map)
993                 return NULL;
994
995         map->ref++;
996         return map;
997 }
998
999 void *isl_basic_map_free(__isl_take isl_basic_map *bmap)
1000 {
1001         if (!bmap)
1002                 return NULL;
1003
1004         if (--bmap->ref > 0)
1005                 return NULL;
1006
1007         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
1008         free(bmap->div);
1009         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
1010         free(bmap->ineq);
1011         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
1012         isl_vec_free(bmap->sample);
1013         isl_space_free(bmap->dim);
1014         free(bmap);
1015
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
1020 {
1021         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
1022 }
1023
1024 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1025 {
1026         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
1027 }
1028
1029 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
1030         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
1031         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
1032                                     __isl_take isl_map *map2))
1033 {
1034         if (!map1 || !map2)
1035                 goto error;
1036         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1037                 return fn(map1, map2);
1038         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1039             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1040                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1041                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
1042         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1043         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1044         return fn(map1, map2);
1045 error:
1046         isl_map_free(map1);
1047         isl_map_free(map2);
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
1052         __isl_keep isl_map *map2,
1053         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
1054 {
1055         int r;
1056
1057         if (!map1 || !map2)
1058                 return -1;
1059         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
1060                 return fn(map1, map2);
1061         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
1062             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
1063                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
1064                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
1065         map1 = isl_map_copy(map1);
1066         map2 = isl_map_copy(map2);
1067         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
1068         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
1069         r = fn(map1, map2);
1070         isl_map_free(map1);
1071         isl_map_free(map2);
1072         return r;
1073 }
1074
1075 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1076 {
1077         struct isl_ctx *ctx;
1078         if (!bmap)
1079                 return -1;
1080         ctx = bmap->ctx;
1081         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1082         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1083                         return -1);
1084         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1085         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1086         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1087         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1089         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1090                 isl_int *t;
1091                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1092                 if (j < 0)
1093                         return -1;
1094                 t = bmap->ineq[j];
1095                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1096                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1097                 bmap->eq[-1] = t;
1098                 bmap->n_eq++;
1099                 bmap->n_ineq--;
1100                 bmap->eq--;
1101                 return 0;
1102         }
1103         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1104                       bmap->extra - bmap->n_div);
1105         return bmap->n_eq++;
1106 }
1107
1108 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1109 {
1110         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1111 }
1112
1113 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1114 {
1115         if (!bmap)
1116                 return -1;
1117         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1118         bmap->n_eq -= n;
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1123 {
1124         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1125 }
1126
1127 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1128 {
1129         isl_int *t;
1130         if (!bmap)
1131                 return -1;
1132         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1133
1134         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1135                 t = bmap->eq[pos];
1136                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1137                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1138         }
1139         bmap->n_eq--;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1144 {
1145         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1146 }
1147
1148 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1149                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1150 {
1151         isl_int *t;
1152
1153         t = bmap->ineq[pos];
1154         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1155         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1156         bmap->eq[-1] = t;
1157         bmap->n_eq++;
1158         bmap->n_ineq--;
1159         bmap->eq--;
1160         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1161         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1162         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1163         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1164 }
1165
1166 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1167 {
1168         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1169 }
1170
1171 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1172 {
1173         struct isl_ctx *ctx;
1174         if (!bmap)
1175                 return -1;
1176         ctx = bmap->ctx;
1177         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1178         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1179         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1180         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1181         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1182         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1183                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1184                       bmap->extra - bmap->n_div);
1185         return bmap->n_ineq++;
1186 }
1187
1188 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1189 {
1190         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1191 }
1192
1193 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1194 {
1195         if (!bmap)
1196                 return -1;
1197         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1198         bmap->n_ineq -= n;
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1203 {
1204         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1205 }
1206
1207 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1208 {
1209         isl_int *t;
1210         if (!bmap)
1211                 return -1;
1212         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1213
1214         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1215                 t = bmap->ineq[pos];
1216                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1217                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1218                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1219         }
1220         bmap->n_ineq--;
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1225 {
1226         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1227 }
1228
1229 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1230         isl_int *eq)
1231 {
1232         int k;
1233
1234         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1235         if (!bmap)
1236                 return NULL;
1237         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1238         if (k < 0)
1239                 goto error;
1240         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1241         return bmap;
1242 error:
1243         isl_basic_map_free(bmap);
1244         return NULL;
1245 }
1246
1247 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1248         isl_int *eq)
1249 {
1250         return (isl_basic_set *)
1251                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1255         isl_int *ineq)
1256 {
1257         int k;
1258
1259         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1260         if (!bmap)
1261                 return NULL;
1262         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1263         if (k < 0)
1264                 goto error;
1265         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1266         return bmap;
1267 error:
1268         isl_basic_map_free(bmap);
1269         return NULL;
1270 }
1271
1272 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1273         isl_int *ineq)
1274 {
1275         return (isl_basic_set *)
1276                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1277 }
1278
1279 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1280 {
1281         if (!bmap)
1282                 return -1;
1283         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1284         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1285                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1286                       bmap->extra - bmap->n_div);
1287         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1288         return bmap->n_div++;
1289 }
1290
1291 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1292 {
1293         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1294 }
1295
1296 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1297 {
1298         if (!bmap)
1299                 return -1;
1300         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1301         bmap->n_div -= n;
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1306 {
1307         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1308 }
1309
1310 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1311  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1312  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1313  * variables.
1314  */
1315 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1316                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1317                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1318 {
1319         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1320         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1321         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1322         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1323         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1324         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1325         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1326         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1327         if (dst_nparam > src_nparam)
1328                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1329                                 dst_nparam - src_nparam);
1330         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1331         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1332                     src+1+src_nparam,
1333                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1334         if (dst_in-in_off > src_in)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1336                                 dst_in - in_off - src_in);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1339                     src+1+src_nparam+src_in,
1340                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1341         if (dst_out-out_off > src_out)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1343                                 dst_out - out_off - src_out);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1347                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1348         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1350                                 div_off+src_map->n_div,
1351                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1352 }
1353
1354 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1355                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1356                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1357 {
1358         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1359         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1360 }
1361
1362 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1363                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1364 {
1365         int i;
1366         unsigned div_off;
1367
1368         if (!bmap1 || !bmap2)
1369                 goto error;
1370
1371         div_off = bmap1->n_div;
1372
1373         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1374                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1375                 if (i1 < 0)
1376                         goto error;
1377                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1378                                 i_pos, o_pos, div_off);
1379         }
1380
1381         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1382                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1383                 if (i1 < 0)
1384                         goto error;
1385                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1386                                 i_pos, o_pos, div_off);
1387         }
1388
1389         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1390                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1391                 if (i1 < 0)
1392                         goto error;
1393                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1394                          i_pos, o_pos, div_off);
1395         }
1396
1397         isl_basic_map_free(bmap2);
1398
1399         return bmap1;
1400
1401 error:
1402         isl_basic_map_free(bmap1);
1403         isl_basic_map_free(bmap2);
1404         return NULL;
1405 }
1406
1407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1408                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1409 {
1410         return (struct isl_basic_set *)
1411                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1412                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1416                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1417                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1418 {
1419         struct isl_basic_map *ext;
1420         unsigned flags;
1421         int dims_ok;
1422
1423         if (!dim)
1424                 goto error;
1425
1426         if (!base)
1427                 goto error;
1428
1429         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1430                   base->extra >= base->n_div + extra;
1431
1432         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1433                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1434                 isl_space_free(dim);
1435                 return base;
1436         }
1437
1438         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1439         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1440         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1441         extra += base->extra;
1442         n_eq += base->n_eq;
1443         n_ineq += base->n_ineq;
1444
1445         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1446         dim = NULL;
1447         if (!ext)
1448                 goto error;
1449
1450         if (dims_ok)
1451                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1452         flags = base->flags;
1453         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1454         if (ext) {
1455                 ext->flags = flags;
1456                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1457         }
1458
1459         return ext;
1460
1461 error:
1462         isl_space_free(dim);
1463         isl_basic_map_free(base);
1464         return NULL;
1465 }
1466
1467 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1468                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1469                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1470 {
1471         return (struct isl_basic_set *)
1472                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1473                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1474 }
1475
1476 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1477                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1478 {
1479         if (!base)
1480                 return NULL;
1481         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1482                                         0, n_eq, n_ineq);
1483 }
1484
1485 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1486                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1487                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1488 {
1489         struct isl_basic_map *bmap;
1490         isl_space *dim;
1491
1492         if (!base)
1493                 return NULL;
1494         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1495         if (!dim)
1496                 goto error;
1497
1498         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1499         return bmap;
1500 error:
1501         isl_basic_map_free(base);
1502         return NULL;
1503 }
1504
1505 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1506                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1507                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1508 {
1509         return (struct isl_basic_set *)
1510                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1511                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1512 }
1513
1514 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1515                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1516 {
1517         return (struct isl_basic_set *)
1518                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1519                                                     n_eq, n_ineq);
1520 }
1521
1522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1526 }
1527
1528 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1529 {
1530         if (!bmap)
1531                 return NULL;
1532
1533         if (bmap->ref > 1) {
1534                 bmap->ref--;
1535                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1536         }
1537         if (bmap)
1538                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1539         return bmap;
1540 }
1541
1542 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1543 {
1544         if (!set)
1545                 return NULL;
1546
1547         if (set->ref == 1)
1548                 return set;
1549         set->ref--;
1550         return isl_set_dup(set);
1551 }
1552
1553 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1554 {
1555         if (!map)
1556                 return NULL;
1557
1558         if (map->ref == 1)
1559                 return map;
1560         map->ref--;
1561         return isl_map_dup(map);
1562 }
1563
1564 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1565                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1566 {
1567         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1568         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1569         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1570 }
1571
1572 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1573         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1574 {
1575         int i;
1576         struct isl_blk blk;
1577
1578         if (!bmap)
1579                 goto error;
1580
1581         isl_assert(bmap->ctx,
1582                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1583
1584         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1585                 return bmap;
1586
1587         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1588         if (!bmap)
1589                 return NULL;
1590
1591         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1592         if (isl_blk_is_error(blk))
1593                 goto error;
1594
1595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1596                 swap_vars(blk,
1597                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1598
1599         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1600                 swap_vars(blk,
1601                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1602
1603         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1604                 swap_vars(blk,
1605                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1606
1607         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1608
1609         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1610         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1611         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1612 error:
1613         isl_basic_map_free(bmap);
1614         return NULL;
1615 }
1616
1617 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1618         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1619 {
1620         unsigned dim;
1621         unsigned nparam;
1622
1623         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1624         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1625         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1626
1627         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1628 error:
1629         isl_basic_set_free(bset);
1630         return NULL;
1631 }
1632
1633 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1634 {
1635         int i = 0;
1636         unsigned total;
1637         if (!bmap)
1638                 goto error;
1639         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1640         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1641         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1642         if (bmap->n_eq > 0)
1643                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1644         else {
1645                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1646                 if (i < 0)
1647                         goto error;
1648         }
1649         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1650         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1651         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1652         isl_vec_free(bmap->sample);
1653         bmap->sample = NULL;
1654         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1655 error:
1656         isl_basic_map_free(bmap);
1657         return NULL;
1658 }
1659
1660 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1661 {
1662         return (struct isl_basic_set *)
1663                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1664 }
1665
1666 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1667 {
1668         int i;
1669         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1670         isl_int *t = bmap->div[a];
1671         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1672         bmap->div[b] = t;
1673
1674         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1675                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1676
1677         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1678                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1679
1680         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1681                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1682         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1683 }
1684
1685 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1686  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1687  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1688  */
1689 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1690         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1691 {
1692         int i;
1693
1694         if (!map)
1695                 return NULL;
1696         if (n == 0)
1697                 return map;
1698
1699         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1700                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1701                         "index out of bounds", goto error);
1702
1703         map = isl_map_cow(map);
1704         if (!map)
1705                 return NULL;
1706
1707         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1708                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1709                 if (!map->p[i])
1710                         goto error;
1711         }
1712         return map;
1713 error:
1714         isl_map_free(map);
1715         return NULL;
1716 }
1717
1718 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1719  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1720  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1721  */
1722 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1723         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1724 {
1725         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1726 }
1727
1728 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1729  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1730  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1731  */
1732 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1733         unsigned first, unsigned n)
1734 {
1735         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1736 }
1737
1738 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1739         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1740 {
1741         if (!bmap)
1742                 return NULL;
1743         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1744                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1745         if (!bmap)
1746                 return NULL;
1747         bmap->n_div = 0;
1748         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1749 }
1750
1751 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1752         __isl_take isl_basic_set *bset)
1753 {
1754         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1755                         (struct isl_basic_map *)bset);
1756 }
1757
1758 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1759 {
1760         int i;
1761
1762         if (!map)
1763                 return NULL;
1764         if (map->n == 0)
1765                 return map;
1766
1767         map = isl_map_cow(map);
1768         if (!map)
1769                 return NULL;
1770         
1771         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1772                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1773                 if (!map->p[i])
1774                         goto error;
1775         }
1776         return map;
1777 error:
1778         isl_map_free(map);
1779         return NULL;
1780 }
1781
1782 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1783 {
1784         return isl_map_remove_divs(set);
1785 }
1786
1787 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1788         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1789 {
1790         if (!bmap)
1791                 return NULL;
1792         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1793                         goto error);
1794         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1795                 return bmap;
1796         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1797                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1798         if (!bmap)
1799                 return bmap;
1800         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1801                 return bmap;
1802         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1803         return bmap;
1804 error:
1805         isl_basic_map_free(bmap);
1806         return NULL;
1807 }
1808
1809 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1810  * any of the given variables.
1811  */
1812 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1813         unsigned first, unsigned n)
1814 {
1815         int i;
1816         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1817
1818         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1819                 return 0;
1820         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1821                 return 1;
1822
1823         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1824                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1825                         continue;
1826                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1827                         return 1;
1828         }
1829
1830         return 0;
1831 }
1832
1833 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1834  * based on inequality "i".
1835  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1836  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1837  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1838  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1839  *
1840  * The calling function has already checked that the inequality does not
1841  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1842  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1843  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1844  *
1845  * Let "div" be of the form
1846  *
1847  *      q = floor((a + f(x))/d)
1848  *
1849  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1850  *
1851  *      b + f(x) >= 0
1852  *
1853  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1854  * However, we allow a slightly more general form
1855  *
1856  *      b + g(x) >= 0
1857  *
1858  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1859  * divisible by d.
1860  * Rewriting this constraint as
1861  *
1862  *      0 >= -b - g(x)
1863  *
1864  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1865  *
1866  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1867  *
1868  * Taking the floor on both sides, we obtain
1869  *
1870  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1871  *
1872  * or
1873  *
1874  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1875  *
1876  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1877  *
1878  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1879  *
1880  */
1881 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1882         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1883         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1884 {
1885         int j;
1886
1887         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1888                 if (lb) {
1889                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1890                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1891                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1892                 }
1893                 if (ub) {
1894                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1895                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1896                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1897                 }
1898         }
1899         if (!lb && !ub)
1900                 return bmap;
1901
1902         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1903         if (lb) {
1904                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1905                 if (k < 0)
1906                         goto error;
1907                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1908                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1909                                         bmap->div[div][1 + j]);
1910                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1911                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1912                 }
1913                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1914         }
1915         if (ub) {
1916                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1917                 if (k < 0)
1918                         goto error;
1919                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1920                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1921                                         bmap->div[div][1 + j]);
1922                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1923                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1924                 }
1925                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1926         }
1927
1928         return bmap;
1929 error:
1930         isl_basic_map_free(bmap);
1931         return NULL;
1932 }
1933
1934 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1935  * using Fourier-Motzkin.
1936  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1937  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1938  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1939  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1940  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1941  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1942  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1943  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1944  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1945  * on "div".
1946  *
1947  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1948  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1949  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1950  * Consider, for example, the set
1951  *
1952  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1953  *
1954  * The second constraint can be rewritten as
1955  *
1956  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1957  *
1958  * from which we can derive
1959  *
1960  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1961  *
1962  * or
1963  *
1964  *      i + 2j <= 3 + 2k
1965  *
1966  * Combined with the first constraint, we obtain
1967  *
1968  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1969  *
1970  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1971  * the first constraint, we obtain
1972  *
1973  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1974  *
1975  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1976  *
1977  *      k >= -2
1978  */
1979 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1980         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1981 {
1982         int i;
1983         int check_lb, check_ub;
1984         isl_int v;
1985         unsigned total;
1986
1987         if (!bmap)
1988                 return NULL;
1989
1990         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1991                 return bmap;
1992
1993         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1994
1995         check_lb = 0;
1996         check_ub = 0;
1997         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1998                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
1999                 if (s > 0)
2000                         check_ub = 1;
2001                 if (s < 0)
2002                         check_lb = 1;
2003         }
2004
2005         if (!check_lb && !check_ub)
2006                 return bmap;
2007
2008         isl_int_init(v);
2009
2010         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2011                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2012                         continue;
2013
2014                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2015                                                         check_lb, check_ub);
2016         }
2017
2018         isl_int_clear(v);
2019
2020         return bmap;
2021 }
2022
2023 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2024  * in their definitions.
2025  */
2026 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2027         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2028         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2029 {
2030         int i;
2031
2032         if (!bmap)
2033                 return NULL;
2034         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2035                         goto error);
2036         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2037
2038         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2039                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2040                         continue;
2041                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2042                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2043                 if (!bmap)
2044                         return NULL;
2045                 i = bmap->n_div;
2046         }
2047
2048         return bmap;
2049 error:
2050         isl_basic_map_free(bmap);
2051         return NULL;
2052 }
2053
2054 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2055         __isl_take isl_basic_set *bset,
2056         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2057 {
2058         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2059 }
2060
2061 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2062         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2063 {
2064         int i;
2065
2066         if (!map)
2067                 return NULL;
2068         if (map->n == 0)
2069                 return map;
2070
2071         map = isl_map_cow(map);
2072         if (!map)
2073                 return NULL;
2074
2075         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2076                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2077                                                                 type, first, n);
2078                 if (!map->p[i])
2079                         goto error;
2080         }
2081         return map;
2082 error:
2083         isl_map_free(map);
2084         return NULL;
2085 }
2086
2087 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2088         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2089 {
2090         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2091                                                               type, first, n);
2092 }
2093
2094 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2095  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2096  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2097  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2098  * div.
2099  */
2100 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2101         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2102 {
2103         int i;
2104
2105         if (!bmap)
2106                 return -1;
2107
2108         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2109                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2110                         "index out of bounds", return -1);
2111
2112         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2113         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2114                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2115                         return 1;
2116         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2117                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2118                         return 1;
2119         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2120                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2121                         continue;
2122                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2123                         return 1;
2124         }
2125
2126         return 0;
2127 }
2128
2129 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2130         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2131 {
2132         int i;
2133
2134         if (!map)
2135                 return -1;
2136
2137         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2138                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2139                         "index out of bounds", return -1);
2140
2141         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2142                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2143                                                             type, first, n);
2144                 if (involves < 0 || involves)
2145                         return involves;
2146         }
2147
2148         return 0;
2149 }
2150
2151 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2152         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2153 {
2154         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2155 }
2156
2157 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2158         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2159 {
2160         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2161 }
2162
2163 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2164  * on unknown divs.
2165  */
2166 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2167 {
2168         int i;
2169         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2170
2171         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2172                 return 1;
2173
2174         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2175                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2176                         continue;
2177                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2178                         return 1;
2179         }
2180
2181         return 0;
2182 }
2183
2184 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2185  */
2186 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2187         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2188 {
2189         int i;
2190
2191         if (!bmap)
2192                 return NULL;
2193
2194         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2195                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2196                         continue;
2197                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2198                 if (!bmap)
2199                         return NULL;
2200                 i = bmap->n_div;
2201         }
2202
2203         return bmap;
2204 }
2205
2206 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2207  */
2208 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2209         __isl_take isl_basic_set *bset)
2210 {
2211         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2212 }
2213
2214 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2215 {
2216         int i;
2217
2218         if (!map)
2219                 return NULL;
2220         if (map->n == 0)
2221                 return map;
2222
2223         map = isl_map_cow(map);
2224         if (!map)
2225                 return NULL;
2226
2227         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2228                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2229                 if (!map->p[i])
2230                         goto error;
2231         }
2232         return map;
2233 error:
2234         isl_map_free(map);
2235         return NULL;
2236 }
2237
2238 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2239 {
2240         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2241 }
2242
2243 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2244         __isl_take isl_basic_set *bset,
2245         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2246 {
2247         return (isl_basic_set *)
2248             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2249 }
2250
2251 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2252         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2253 {
2254         int i;
2255
2256         if (n == 0)
2257                 return map;
2258
2259         map = isl_map_cow(map);
2260         if (!map)
2261                 return NULL;
2262         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2263         
2264         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2265                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2266                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2267                 if (!map->p[i])
2268                         goto error;
2269         }
2270         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2271         return map;
2272 error:
2273         isl_map_free(map);
2274         return NULL;
2275 }
2276
2277 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2278         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2279 {
2280         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2281 }
2282
2283 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2284 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2285         unsigned first, unsigned n)
2286 {
2287         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2288 }
2289
2290 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2291                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2292 {
2293         const char *name;
2294         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2295         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2296         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2297         if (!pos)
2298                 isl_int_print(out, c, 0);
2299         else {
2300                 if (!isl_int_is_one(c))
2301                         isl_int_print(out, c, 0);
2302                 if (pos < 1 + nparam) {
2303                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2304                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2305                         if (name)
2306                                 fprintf(out, "%s", name);
2307                         else
2308                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2309                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2310                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2311                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2312                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2313                 else
2314                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2315         }
2316 }
2317
2318 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2319                                 int sign, FILE *out)
2320 {
2321         int i;
2322         int first;
2323         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2324         isl_int v;
2325
2326         isl_int_init(v);
2327         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2328                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2329                         continue;
2330                 if (!first)
2331                         fprintf(out, " + ");
2332                 first = 0;
2333                 isl_int_abs(v, c[i]);
2334                 dump_term(bmap, v, i, out);
2335         }
2336         isl_int_clear(v);
2337         if (first)
2338                 fprintf(out, "0");
2339 }
2340
2341 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2342                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2343 {
2344         int i;
2345
2346         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2347
2348         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2349         fprintf(out, " %s ", op);
2350         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2351
2352         fprintf(out, "\n");
2353
2354         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2355                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2356                         continue;
2357                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2358                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2359                 abort();
2360         }
2361 }
2362
2363 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2364                                 isl_int **c, unsigned n,
2365                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2366 {
2367         int i;
2368
2369         for (i = 0; i < n; ++i)
2370                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2371 }
2372
2373 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2374 {
2375         int j;
2376         int first = 1;
2377         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2378
2379         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2380                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2381                         continue;
2382                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2383                         fprintf(out, "+");
2384                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2385                 first = 0;
2386         }
2387 }
2388
2389 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2390 {
2391         int i;
2392
2393         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2394         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2395
2396         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2397                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2398                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2399                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2400                 fprintf(out, ")/");
2401                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2402                 fprintf(out, "]\n");
2403         }
2404 }
2405
2406 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2407         FILE *out, int indent)
2408 {
2409         if (!bset) {
2410                 fprintf(out, "null basic set\n");
2411                 return;
2412         }
2413
2414         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2415         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2416                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2417                         bset->extra, bset->flags);
2418         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2419 }
2420
2421 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2422         FILE *out, int indent)
2423 {
2424         if (!bmap) {
2425                 fprintf(out, "null basic map\n");
2426                 return;
2427         }
2428
2429         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2430         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2431                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2432                 bmap->ref,
2433                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2434                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2435         dump(bmap, out, indent);
2436 }
2437
2438 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2439 {
2440         unsigned total;
2441         if (!bmap)
2442                 return -1;
2443         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2444         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2445         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2446         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2447         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2448         return 0;
2449 }
2450
2451 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2452         unsigned flags)
2453 {
2454         struct isl_set *set;
2455
2456         if (!dim)
2457                 return NULL;
2458         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2459         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2460         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2461                         sizeof(struct isl_set) +
2462                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2463         if (!set)
2464                 goto error;
2465
2466         set->ctx = dim->ctx;
2467         isl_ctx_ref(set->ctx);
2468         set->ref = 1;
2469         set->size = n;
2470         set->n = 0;
2471         set->dim = dim;
2472         set->flags = flags;
2473         return set;
2474 error:
2475         isl_space_free(dim);
2476         return NULL;
2477 }
2478
2479 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2480                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2481 {
2482         struct isl_set *set;
2483         isl_space *dims;
2484
2485         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2486         if (!dims)
2487                 return NULL;
2488
2489         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2490         return set;
2491 }
2492
2493 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2494  */
2495 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2496 {
2497         int i;
2498         struct isl_map *grown = NULL;
2499
2500         if (!map)
2501                 return NULL;
2502         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2503         if (map->n + n <= map->size)
2504                 return map;
2505         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2506         if (!grown)
2507                 goto error;
2508         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2509                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2510                 if (!grown->p[i])
2511                         goto error;
2512                 grown->n++;
2513         }
2514         isl_map_free(map);
2515         return grown;
2516 error:
2517         isl_map_free(grown);
2518         isl_map_free(map);
2519         return NULL;
2520 }
2521
2522 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2523  */
2524 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2525 {
2526         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2527 }
2528
2529 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2530 {
2531         int i;
2532         struct isl_set *dup;
2533
2534         if (!set)
2535                 return NULL;
2536
2537         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2538         if (!dup)
2539                 return NULL;
2540         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2541                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2542         return dup;
2543 }
2544
2545 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2546 {
2547         return isl_map_from_basic_map(bset);
2548 }
2549
2550 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2551 {
2552         struct isl_map *map;
2553
2554         if (!bmap)
2555                 return NULL;
2556
2557         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2558         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2559 }
2560
2561 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2562                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2563 {
2564         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2565                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2566 }
2567
2568 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2569 {
2570         int i;
2571
2572         if (!set)
2573                 return NULL;
2574
2575         if (--set->ref > 0)
2576                 return NULL;
2577
2578         isl_ctx_deref(set->ctx);
2579         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2580                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2581         isl_space_free(set->dim);
2582         free(set);
2583
2584         return NULL;
2585 }
2586
2587 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2588 {
2589         int i;
2590
2591         if (!set) {
2592                 fprintf(out, "null set\n");
2593                 return;
2594         }
2595
2596         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2597         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2598                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2599                         set->flags);
2600         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2601                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2602                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2603                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2604         }
2605 }
2606
2607 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2608 {
2609         int i;
2610
2611         if (!map) {
2612                 fprintf(out, "null map\n");
2613                 return;
2614         }
2615
2616         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2617         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2618                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2619                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2620                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2621         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2622                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2623                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2624                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2625         }
2626 }
2627
2628 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2629                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2630 {
2631         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2632
2633         if (!bmap || !bset)
2634                 goto error;
2635
2636         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2637                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2638
2639         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2640                 isl_assert(bset->ctx,
2641                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2642
2643         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2644         if (!bmap)
2645                 goto error;
2646         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2647                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2648         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2649         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2650
2651         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2652         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2653 error:
2654         isl_basic_map_free(bmap);
2655         isl_basic_set_free(bset);
2656         return NULL;
2657 }
2658
2659 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2660                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2661 {
2662         struct isl_basic_map *bmap_range;
2663
2664         if (!bmap || !bset)
2665                 goto error;
2666
2667         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2668                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2669
2670         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2671                 isl_assert(bset->ctx,
2672                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2673
2674         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2675                 isl_basic_set_free(bset);
2676                 return bmap;
2677         }
2678
2679         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2680         if (!bmap)
2681                 goto error;
2682         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2683                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2684         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2685         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2686
2687         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2688         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2689 error:
2690         isl_basic_map_free(bmap);
2691         isl_basic_set_free(bset);
2692         return NULL;
2693 }
2694
2695 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2696 {
2697         int i;
2698         unsigned total;
2699         isl_int s;
2700
2701         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2702         if (total != vec->size)
2703                 return -1;
2704
2705         isl_int_init(s);
2706
2707         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2708                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2709                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2710                         isl_int_clear(s);
2711                         return 0;
2712                 }
2713         }
2714
2715         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2716                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2717                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2718                         isl_int_clear(s);
2719                         return 0;
2720                 }
2721         }
2722
2723         isl_int_clear(s);
2724
2725         return 1;
2726 }
2727
2728 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2729 {
2730         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2731 }
2732
2733 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2734                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2735 {
2736         struct isl_vec *sample = NULL;
2737
2738         if (!bmap1 || !bmap2)
2739                 goto error;
2740
2741         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2742                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2743         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2744                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2745             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2746                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2747                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2748
2749         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2750                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2751                 isl_assert(bmap1->ctx,
2752                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2753
2754         if (bmap1->sample &&
2755             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2756             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2757                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2758         else if (bmap2->sample &&
2759             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2760             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2761                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2762
2763         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2764         if (!bmap1)
2765                 goto error;
2766         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2767                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2768         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2769
2770         if (!bmap1)
2771                 isl_vec_free(sample);
2772         else if (sample) {
2773                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2774                 bmap1->sample = sample;
2775         }
2776
2777         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2778         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2779 error:
2780         if (sample)
2781                 isl_vec_free(sample);
2782         isl_basic_map_free(bmap1);
2783         isl_basic_map_free(bmap2);
2784         return NULL;
2785 }
2786
2787 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2788                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2789 {
2790         return (struct isl_basic_set *)
2791                 isl_basic_map_intersect(
2792                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2793                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2794 }
2795
2796 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2797         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2798 {
2799         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2800 }
2801
2802 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2803  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2804  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2805  * added to the other map.
2806  */
2807 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2808         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2809 {
2810         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2811         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2812         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2813         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2814
2815         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2816                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2817
2818         isl_assert(map2->ctx,
2819                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2820
2821         map1 = isl_map_cow(map1);
2822         if (!map1)
2823                 goto error;
2824         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2825                 isl_map_free(map2);
2826                 return map1;
2827         }
2828         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2829         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2830                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2831         else
2832                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2833                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2834
2835         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2836         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2837         if (!map1->p[0])
2838                 goto error;
2839
2840         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2841                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2842                 map1->n = 0;
2843         }
2844
2845         isl_map_free(map2);
2846
2847         return map1;
2848 error:
2849         isl_map_free(map1);
2850         isl_map_free(map2);
2851         return NULL;
2852 }
2853
2854 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2855  * space as map1.
2856  */
2857 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2858         __isl_take isl_map *map2)
2859 {
2860         unsigned flags = 0;
2861         isl_map *result = NULL;
2862         int i, j;
2863
2864         if (!map1 || !map2)
2865                 goto error;
2866
2867         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2868              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2869             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2870                 isl_map_free(map2);
2871                 return map1;
2872         }
2873         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2874              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2875             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2876                 isl_map_free(map1);
2877                 return map2;
2878         }
2879
2880         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2881             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2882             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2883             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2884              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2885                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2886
2887         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2888                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2889                 isl_assert(map1->ctx,
2890                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2891
2892         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2893             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2894                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2895
2896         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2897                                 map1->n * map2->n, flags);
2898         if (!result)
2899                 goto error;
2900         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2901                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2902                         struct isl_basic_map *part;
2903                         part = isl_basic_map_intersect(
2904                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2905                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2906                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2907                                 goto error;
2908                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2909                         if (!result)
2910                                 goto error;
2911                 }
2912         isl_map_free(map1);
2913         isl_map_free(map2);
2914         return result;
2915 error:
2916         isl_map_free(map1);
2917         isl_map_free(map2);
2918         isl_map_free(result);
2919         return NULL;
2920 }
2921
2922 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2923         __isl_take isl_map *map2)
2924 {
2925         if (!map1 || !map2)
2926                 goto error;
2927         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2928                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2929                         "spaces don't match", goto error);
2930         return map_intersect_internal(map1, map2);
2931 error:
2932         isl_map_free(map1);
2933         isl_map_free(map2);
2934         return NULL;
2935 }
2936
2937 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2938         __isl_take isl_map *map2)
2939 {
2940         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2941 }
2942
2943 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2944 {
2945         return (struct isl_set *)
2946                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2947                                   (struct isl_map *)set2);
2948 }
2949
2950 /* map_intersect_internal accepts intersections
2951  * with parameter domains, so we can just call that function.
2952  */
2953 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2954                 __isl_take isl_set *params)
2955 {
2956         return map_intersect_internal(map, params);
2957 }
2958
2959 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2960         __isl_take isl_map *map2)
2961 {
2962         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2963 }
2964
2965 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2966                 __isl_take isl_set *params)
2967 {
2968         return isl_map_intersect_params(set, params);
2969 }
2970
2971 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2972 {
2973         isl_space *dim;
2974         struct isl_basic_set *bset;
2975         unsigned in;
2976
2977         if (!bmap)
2978                 return NULL;
2979         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2980         if (!bmap)
2981                 return NULL;
2982         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2983         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2984         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2985         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2986         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2987 }
2988
2989 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2990         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2991 {
2992         isl_space *space;
2993
2994         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2995                 return bmap;
2996
2997         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2998         space = isl_space_reset(space, type);
2999         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3000         return bmap;
3001 }
3002
3003 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3004         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3005         unsigned pos, unsigned n)
3006 {
3007         isl_space *res_dim;
3008         struct isl_basic_map *res;
3009         struct isl_dim_map *dim_map;
3010         unsigned total, off;
3011         enum isl_dim_type t;
3012
3013         if (n == 0)
3014                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3015
3016         if (!bmap)
3017                 return NULL;
3018
3019         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3020
3021         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3022         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3023         off = 0;
3024         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3025                 if (t != type) {
3026                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3027                 } else {
3028                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3029                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3030                                                 0, pos, off);
3031                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3032                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3033                 }
3034                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3035         }
3036         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3037
3038         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3039                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3040         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3041                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3042         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3043                 isl_basic_map_free(bmap);
3044                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3045         }
3046         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3047         return isl_basic_map_finalize(res);
3048 }
3049
3050 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3051         __isl_take isl_basic_set *bset,
3052         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3053 {
3054         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3055 }
3056
3057 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3058                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3059 {
3060         if (!bmap)
3061                 return NULL;
3062         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3063                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3064 }
3065
3066 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3067                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3068 {
3069         if (!bset)
3070                 return NULL;
3071         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3072         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3073 error:
3074         isl_basic_set_free(bset);
3075         return NULL;
3076 }
3077
3078 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3079         enum isl_dim_type type)
3080 {
3081         isl_space *space;
3082
3083         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3084                 return map;
3085
3086         space = isl_map_get_space(map);
3087         space = isl_space_reset(space, type);
3088         map = isl_map_reset_space(map, space);
3089         return map;
3090 }
3091
3092 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3093                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3094 {
3095         int i;
3096
3097         if (n == 0)
3098                 return map_space_reset(map, type);
3099
3100         map = isl_map_cow(map);
3101         if (!map)
3102                 return NULL;
3103
3104         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3105         if (!map->dim)
3106                 goto error;
3107
3108         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3109                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3110                 if (!map->p[i])
3111                         goto error;
3112         }
3113
3114         return map;
3115 error:
3116         isl_map_free(map);
3117         return NULL;
3118 }
3119
3120 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3121                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3122 {
3123         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3124 }
3125
3126 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3127                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3128 {
3129         if (!map)
3130                 return NULL;
3131         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3132 }
3133
3134 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3135                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3136 {
3137         if (!set)
3138                 return NULL;
3139         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3140         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3141 error:
3142         isl_set_free(set);
3143         return NULL;
3144 }
3145
3146 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3147         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3148         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3149         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3150 {
3151         struct isl_dim_map *dim_map;
3152         struct isl_basic_map *res;
3153         enum isl_dim_type t;
3154         unsigned total, off;
3155
3156         if (!bmap)
3157                 return NULL;
3158         if (n == 0)
3159                 return bmap;
3160
3161         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3162                 goto error);
3163
3164         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3165                 return bmap;
3166
3167         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3168
3169         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3170             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3171                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3172                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3173                 if (!bmap)
3174                         return NULL;
3175
3176                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3177                                                 src_type, src_pos, n);
3178                 if (!bmap->dim)
3179                         goto error;
3180
3181                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3182
3183                 return bmap;
3184         }
3185
3186         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3187         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3188
3189         off = 0;
3190         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3191                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3192                 if (t == dst_type) {
3193                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3194                                             0, dst_pos, off);
3195                         off += dst_pos;
3196                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3197                                             src_pos, n, off);
3198                         off += n;
3199                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3200                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3201                         off += size - dst_pos;
3202                 } else if (t == src_type) {
3203                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3204                                             0, src_pos, off);
3205                         off += src_pos;
3206                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3207                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3208                         off += size - src_pos - n;
3209                 } else {
3210                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3211                         off += size;
3212                 }
3213         }
3214         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3215
3216         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3217                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3218         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3219
3220         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3221                                         src_type, src_pos, n);
3222         if (!bmap->dim)
3223                 goto error;
3224
3225         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3226         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3227         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3228
3229         return bmap;
3230 error:
3231         isl_basic_map_free(bmap);
3232         return NULL;
3233 }
3234
3235 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3236         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3237         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3238 {
3239         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3240                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3241 }
3242
3243 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3244         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3245         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3246 {
3247         if (!set)
3248                 return NULL;
3249         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3250         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3251                                         src_type, src_pos, n);
3252 error:
3253         isl_set_free(set);
3254         return NULL;
3255 }
3256
3257 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3258         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3259         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3260 {
3261         int i;
3262
3263         if (!map)
3264                 return NULL;
3265         if (n == 0)
3266                 return map;
3267
3268         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3269                 goto error);
3270
3271         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3272                 return map;
3273
3274         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3275
3276         map = isl_map_cow(map);
3277         if (!map)
3278                 return NULL;
3279
3280         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3281         if (!map->dim)
3282                 goto error;
3283
3284         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3285                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3286                                                 dst_type, dst_pos,
3287                                                 src_type, src_pos, n);
3288                 if (!map->p[i])
3289                         goto error;
3290         }
3291
3292         return map;
3293 error:
3294         isl_map_free(map);
3295         return NULL;
3296 }
3297
3298 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3299  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3300  * That's the responsibility of the caller.
3301  */
3302 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3303         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3304 {
3305         struct isl_dim_map *dim_map;
3306         struct isl_basic_map *res;
3307         enum isl_dim_type t;
3308         unsigned total, off;
3309
3310         if (!bmap)
3311                 return NULL;
3312         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3313                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3314                 return bmap;
3315
3316         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3317         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3318
3319         off = 0;
3320         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3321                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3322                 if (t == type) {
3323                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3324                                             0, first, off);
3325                         off += first;
3326                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3327                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3328                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3329                                             first + n, size - (first + n), off);
3330                         off += size - (first + n);
3331                 } else {
3332                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3333                         off += size;
3334                 }
3335         }
3336         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3337
3338         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3339                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3340         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3341         return res;
3342 }
3343
3344 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3345  * into existentially quantified variables.
3346  */
3347 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3348                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3349                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3350 {
3351         int i;
3352         size_t row_size;
3353         isl_int **new_div;
3354         isl_int *old;
3355
3356         if (n == 0)
3357                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3358
3359         if (!bmap)
3360                 return NULL;
3361
3362         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3363                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3364
3365         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3366                         goto error);
3367
3368         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3369         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3370         if (!bmap)
3371                 return NULL;
3372
3373         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3374         old = bmap->block2.data;
3375         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3376                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3377         if (!bmap->block2.data)
3378                 goto error;
3379         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3380         if (!new_div)
3381                 goto error;
3382         for (i = 0; i < n; ++i) {
3383                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3384                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3385                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3386         }
3387         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3388                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3389         free(bmap->div);
3390         bmap->div = new_div;
3391         bmap->n_div += n;
3392         bmap->extra += n;
3393
3394         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3395         if (!bmap->dim)
3396                 goto error;
3397         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3398         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3399         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3400 error:
3401         isl_basic_map_free(bmap);
3402         return NULL;
3403 }
3404
3405 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3406  * into existentially quantified variables.
3407  */
3408 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3409                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3410 {
3411         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3412                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3413 }
3414
3415 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3416  * into existentially quantified variables.
3417  */
3418 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3419                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3420 {
3421         int i;
3422
3423         if (!map)
3424                 return NULL;
3425
3426         if (n == 0)
3427                 return map_space_reset(map, type);
3428
3429         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3430
3431         map = isl_map_cow(map);
3432         if (!map)
3433                 return NULL;
3434
3435         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3436         if (!map->dim)
3437                 goto error;
3438
3439         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3440                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3441                 if (!map->p[i])
3442                         goto error;
3443         }
3444
3445         return map;
3446 error:
3447         isl_map_free(map);
3448         return NULL;
3449 }
3450
3451 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3452  * into existentially quantified variables.
3453  */
3454 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3455                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3456 {
3457         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3458 }
3459
3460 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3461 {
3462         int i, j;
3463
3464         for (i = 0; i < n; ++i) {
3465                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3466                 if (j < 0)
3467                         goto error;
3468                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3469         }
3470         return bmap;
3471 error:
3472         isl_basic_map_free(bmap);
3473         return NULL;
3474 }
3475
3476 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3477                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3478 {
3479         isl_space *dim_result = NULL;
3480         struct isl_basic_map *bmap;
3481         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3482         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3483
3484         if (!bmap1 || !bmap2)
3485                 goto error;
3486
3487         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3488                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3489
3490         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3491         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3492         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3493         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3494
3495         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3496         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3497         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3498         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3499         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3500         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3501         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3502         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3503         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3504         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3505         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3506
3507         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3508                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3509                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3510                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3511         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3512         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3513         bmap = add_divs(bmap, n);
3514         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3515         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3516         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3517 error:
3518         isl_basic_map_free(bmap1);
3519         isl_basic_map_free(bmap2);
3520         return NULL;
3521 }
3522
3523 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3524                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3525 {
3526         if (!bset || !bmap)
3527                 goto error;
3528
3529         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3530                     goto error);
3531
3532         return (struct isl_basic_set *)
3533                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3534 error:
3535         isl_basic_set_free(bset);
3536         isl_basic_map_free(bmap);
3537         return NULL;
3538 }
3539
3540 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3541                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3542 {
3543         if (!bmap1 || !bmap2)
3544                 goto error;
3545
3546         isl_assert(bmap1->ctx,
3547             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3548         isl_assert(bmap1->ctx,
3549             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3550             goto error);
3551
3552         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3553         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3554         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3555 error:
3556         isl_basic_map_free(bmap1);
3557         isl_basic_map_free(bmap2);
3558         return NULL;
3559 }
3560
3561 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3562  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3563  */
3564 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3565                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3566 {
3567         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3568         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3569         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3570         int i;
3571
3572         if (!bmap1 || !bmap2)
3573                 goto error;
3574
3575         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3576                 goto error);
3577
3578         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3579         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3580         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3581
3582         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3583         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3584         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3585         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3586         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3587         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3588         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3589         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3590         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3591         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3592         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3593
3594         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3595                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3596                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3597                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3598         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3599                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3600                 if (j < 0)
3601                         goto error;
3602                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3603                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3604                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3605                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3606         }
3607         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3608         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3609         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3610
3611         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3612         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3613 error:
3614         isl_basic_map_free(bmap);
3615         isl_basic_map_free(bmap1);
3616         isl_basic_map_free(bmap2);
3617         return NULL;
3618 }
3619
3620 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3621  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3622  */
3623 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3624 {
3625         struct isl_map *result;
3626         int i, j;
3627
3628         if (!map1 || !map2)
3629                 goto error;
3630
3631         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3632
3633         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3634                                 map1->n * map2->n, 0);
3635         if (!result)
3636                 goto error;
3637         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3638                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3639                         struct isl_basic_map *part;
3640                         part = isl_basic_map_sum(
3641                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3642                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3643                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3644                                 isl_basic_map_free(part);
3645                         else
3646                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3647                         if (!result)
3648                                 goto error;
3649                 }
3650         isl_map_free(map1);
3651         isl_map_free(map2);
3652         return result;
3653 error:
3654         isl_map_free(map1);
3655         isl_map_free(map2);
3656         return NULL;
3657 }
3658
3659 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3660         __isl_take isl_set *set2)
3661 {
3662         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3663 }
3664
3665 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3666  */
3667 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3668 {
3669         int i, j;
3670         unsigned off, n;
3671
3672         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3673         if (!bmap)
3674                 return NULL;
3675
3676         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3677         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3678         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3679                 for (j = 0; j < n; ++j)
3680                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3681         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3682                 for (j = 0; j < n; ++j)
3683                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3684         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3685                 for (j = 0; j < n; ++j)
3686                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3687         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3688         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3689 }
3690
3691 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3692 {
3693         return isl_basic_map_neg(bset);
3694 }
3695
3696 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3697  */
3698 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3699 {
3700         int i;
3701
3702         map = isl_map_cow(map);
3703         if (!map)
3704                 return NULL;
3705
3706         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3707                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3708                 if (!map->p[i])
3709                         goto error;
3710         }
3711
3712         return map;
3713 error:
3714         isl_map_free(map);
3715         return NULL;
3716 }
3717
3718 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3719 {
3720         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3721 }
3722
3723 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3724  * A -> floor(f(A)/d).
3725  */
3726 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3727                 isl_int d)
3728 {
3729         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3730         struct isl_basic_map *result = NULL;
3731         struct isl_dim_map *dim_map;
3732         int i;
3733
3734         if (!bmap)
3735                 return NULL;
3736
3737         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3738         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3739         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3740
3741         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3742         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3743         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3744         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3745         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3746         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3747
3748         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3749                         bmap->n_div + n_out,
3750                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3751         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3752         result = add_divs(result, n_out);
3753         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3754                 int j;
3755                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3756                 if (j < 0)
3757                         goto error;
3758                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3759                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3760                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3761                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3762                 if (j < 0)
3763                         goto error;
3764                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3765                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3766                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3767                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3768         }
3769
3770         result = isl_basic_map_simplify(result);
3771         return isl_basic_map_finalize(result);
3772 error:
3773         isl_basic_map_free(result);
3774         return NULL;
3775 }
3776
3777 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3778  * A -> floor(f(A)/d).
3779  */
3780 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3781 {
3782         int i;
3783
3784         map = isl_map_cow(map);
3785         if (!map)
3786                 return NULL;
3787
3788         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3789         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3790         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3791                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3792                 if (!map->p[i])
3793                         goto error;
3794         }
3795
3796         return map;
3797 error:
3798         isl_map_free(map);
3799         return NULL;
3800 }
3801
3802 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3803 {
3804         int i;
3805         unsigned nparam;
3806         unsigned n_in;
3807
3808         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3809         if (i < 0)
3810                 goto error;
3811         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3812         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3813         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3814         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3815         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3816         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3817 error:
3818         isl_basic_map_free(bmap);
3819         return NULL;
3820 }
3821
3822 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3823  */
3824 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3825 {
3826         int i;
3827         unsigned nparam;
3828         unsigned n_in;
3829
3830         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3831         if (i < 0)
3832                 goto error;
3833         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3834         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3835         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3836         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3837         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3838         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3839         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3840 error:
3841         isl_basic_map_free(bmap);
3842         return NULL;
3843 }
3844
3845 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3846  */
3847 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3848         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3849 {
3850         int i;
3851         unsigned nparam;
3852         unsigned n_in;
3853
3854         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3855         if (i < 0)
3856                 goto error;
3857         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3858         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3859         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3860         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3861         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3862         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3863 error:
3864         isl_basic_map_free(bmap);
3865         return NULL;
3866 }
3867
3868 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3869  */
3870 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3871 {
3872         int i;
3873         unsigned nparam;
3874         unsigned n_in;
3875
3876         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3877         if (i < 0)
3878                 goto error;
3879         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3880         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3881         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3882         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3883         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3884         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3885         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3886 error:
3887         isl_basic_map_free(bmap);
3888         return NULL;
3889 }
3890
3891 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3892  */
3893 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3894         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3895 {
3896         int i;
3897         unsigned nparam;
3898         unsigned n_in;
3899
3900         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3901         if (i < 0)
3902                 goto error;
3903         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3904         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3905         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3906         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3907         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3908         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3909 error:
3910         isl_basic_map_free(bmap);
3911         return NULL;
3912 }
3913
3914 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3915         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3916 {
3917         int i;
3918         struct isl_basic_map *bmap;
3919         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3920         if (!bmap)
3921                 return NULL;
3922         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3923                 bmap = var_equal(bmap, i);
3924         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3925 }
3926
3927 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3928  */
3929 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3930         unsigned pos)
3931 {
3932         int i;
3933         struct isl_basic_map *bmap;
3934         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3935         if (!bmap)
3936                 return NULL;
3937         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3938                 bmap = var_equal(bmap, i);
3939         if (bmap)
3940                 bmap = var_less(bmap, pos);
3941         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3942 }
3943
3944 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3945  */
3946 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3947         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3948 {
3949         int i;
3950         isl_basic_map *bmap;
3951
3952         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3953         for (i = 0; i < pos; ++i)
3954                 bmap = var_equal(bmap, i);
3955         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3956         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3957 }
3958
3959 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3960  */
3961 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3962         unsigned pos)
3963 {
3964         int i;
3965         struct isl_basic_map *bmap;
3966         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3967         if (!bmap)
3968                 return NULL;
3969         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3970                 bmap = var_equal(bmap, i);
3971         if (bmap)
3972                 bmap = var_more(bmap, pos);
3973         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3974 }
3975
3976 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3977  */
3978 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3979         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3980 {
3981         int i;
3982         isl_basic_map *bmap;
3983
3984         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3985         for (i = 0; i < pos; ++i)
3986                 bmap = var_equal(bmap, i);
3987         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3988         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3989 }
3990
3991 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3992         unsigned n, int equal)
3993 {
3994         struct isl_map *map;
3995         int i;
3996
3997         if (n == 0 && equal)
3998                 return isl_map_universe(dims);
3999
4000         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4001
4002         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4003                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4004                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4005         if (n > 0) {
4006                 if (equal)
4007                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4008                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4009                 else
4010                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4011                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4012         } else
4013                 isl_space_free(dims);
4014
4015         return map;
4016 }
4017
4018 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4019 {
4020         if (!dims)
4021                 return NULL;
4022         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4023 }
4024
4025 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4026 {
4027         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4028 }
4029
4030 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4031 {
4032         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4033 }
4034
4035 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4036 {
4037         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4038 }
4039
4040 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4041 {
4042         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4043 }
4044
4045 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4046         unsigned n, int equal)
4047 {
4048         struct isl_map *map;
4049         int i;
4050
4051         if (n == 0 && equal)
4052                 return isl_map_universe(dims);
4053
4054         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4055
4056         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4057                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4058                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4059         if (n > 0) {
4060                 if (equal)
4061                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4062                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4063                 else
4064                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4065                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4066         } else
4067                 isl_space_free(dims);
4068
4069         return map;
4070 }
4071
4072 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4073 {
4074         if (!dims)
4075                 return NULL;
4076         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4077 }
4078
4079 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4080 {
4081         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4082 }
4083
4084 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4085 {
4086         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4087 }
4088
4089 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4090 {
4091         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4092 }
4093
4094 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4095 {
4096         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4097 }
4098
4099 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4100         __isl_take isl_set *set2)
4101 {
4102         isl_map *map;
4103         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4104         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4105         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4106         return map;
4107 }
4108
4109 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4110         __isl_take isl_set *set2)
4111 {
4112         isl_map *map;
4113         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4114         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4115         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4116         return map;
4117 }
4118
4119 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4120         __isl_take isl_set *set2)
4121 {
4122         isl_map *map;
4123         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4124         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4125         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4126         return map;
4127 }
4128
4129 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4130         __isl_take isl_set *set2)
4131 {
4132         isl_map *map;
4133         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4134         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4135         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4136         return map;
4137 }
4138
4139 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4140         __isl_take isl_map *map2)
4141 {
4142         isl_map *map;
4143         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4144         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4145         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4146         return map;
4147 }
4148
4149 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4150         __isl_take isl_map *map2)
4151 {
4152         isl_map *map;
4153         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4154         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4155         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4156         return map;
4157 }
4158
4159 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4160         __isl_take isl_map *map2)
4161 {
4162         isl_map *map;
4163         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4164         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4165         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4166         return map;
4167 }
4168
4169 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4170         __isl_take isl_map *map2)
4171 {
4172         isl_map *map;
4173         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4174         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4175         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4176         return map;
4177 }
4178
4179 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4180         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4181 {
4182         struct isl_basic_map *bmap;
4183
4184         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4185         if (!bset || !dim)
4186                 goto error;
4187
4188         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4189         isl_space_free(bset->dim);
4190         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4191         bmap->dim = dim;
4192         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4193 error:
4194         isl_basic_set_free(bset);
4195         isl_space_free(dim);
4196         return NULL;
4197 }
4198
4199 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4200 {
4201         if (!bmap)
4202                 goto error;
4203         if (bmap->dim->n_in == 0)
4204                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4205         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4206         if (!bmap)
4207                 goto error;
4208         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4209         if (!bmap->dim)
4210                 goto error;
4211         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4212         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4213 error:
4214         isl_basic_map_free(bmap);
4215         return NULL;
4216 }
4217
4218 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4219  *
4220  *              f - m d >= 0
4221  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4222  *
4223  * Note that the second constraint is the negation of
4224  *
4225  *              f - m d >= n
4226  */
4227 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4228         unsigned pos, isl_int *div)
4229 {
4230         int i, j;
4231         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4232
4233         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4234         if (i < 0)
4235                 return -1;
4236         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4237         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4238
4239         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4240         if (j < 0)
4241                 return -1;
4242         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4243         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4244         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4245         return j;
4246 }
4247
4248 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4249         unsigned pos, isl_int *div)
4250 {
4251         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4252                                                         pos, div);
4253 }
4254
4255 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4256 {
4257         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4258         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4259
4260         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4261                                                         bmap->div[div]);
4262 }
4263
4264 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4265 {
4266         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4267 }
4268
4269 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4270                 struct isl_basic_map *bmap)
4271 {
4272         if (!bmap)
4273                 goto error;
4274         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4275             bmap->n_div == 0 &&
4276             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4277             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4278                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4279         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4280         if (!bmap)
4281                 goto error;
4282         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4283         if (!bmap->dim)
4284                 goto error;
4285         bmap->extra -= bmap->n_div;
4286         bmap->n_div = 0;
4287         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4288         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4289 error:
4290         isl_basic_map_free(bmap);
4291         return NULL;
4292 }
4293
4294 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4295                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4296 {
4297         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4298 }
4299
4300 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4301         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4302 {
4303         struct isl_basic_map *bmap;
4304         struct isl_ctx *ctx;
4305         unsigned total;
4306         int i;
4307
4308         if (!bset || !like)
4309                 goto error;
4310         ctx = bset->ctx;
4311         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4312         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4313         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4314                         goto error);
4315         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4316                 isl_basic_map_free(like);
4317                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4318         }
4319         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4320         if (!bset)
4321                 goto error;
4322         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4323         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4324         isl_space_free(bmap->dim);
4325         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4326         if (!bmap->dim)
4327                 goto error;
4328         bmap->n_div = like->n_div;
4329         bmap->extra += like->n_div;
4330         if (bmap->extra) {
4331                 unsigned ltotal;
4332                 isl_int **div;
4333                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4334                 if (ltotal > total)
4335                         ltotal = total;
4336                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4337                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4338                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4339                         goto error;
4340                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4341                 if (!div)
4342                         goto error;
4343                 bmap->div = div;
4344                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4345                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4346                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4347                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4348                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4349                 }
4350                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4351                                                         0, 2 * like->n_div);
4352                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4353                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4354                                 continue;
4355                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4356                                 goto error;
4357                 }
4358         }
4359         isl_basic_map_free(like);
4360         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4361         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4362         return bmap;
4363 error:
4364         isl_basic_map_free(like);
4365         isl_basic_set_free(bset);
4366         return NULL;
4367 }
4368
4369 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4370         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4371 {
4372         return (struct isl_basic_set *)
4373                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4374 }
4375
4376 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4377         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4378 {
4379         int i;
4380
4381         if (!set || !like)
4382                 goto error;
4383         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4384                     goto error);
4385         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4386                 isl_basic_set_free(like);
4387                 return set;
4388         }
4389         set = isl_set_cow(set);
4390         if (!set)
4391                 goto error;
4392         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4393                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4394                                                       isl_basic_set_copy(like));
4395                 if (!set->p[i])
4396                         goto error;
4397         }
4398         isl_space_free(set->dim);
4399         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4400         if (!set->dim)
4401                 goto error;
4402         isl_basic_set_free(like);
4403         return set;
4404 error:
4405         isl_basic_set_free(like);
4406         isl_set_free(set);
4407         return NULL;
4408 }
4409
4410 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4411 {
4412         int i;
4413
4414         map = isl_map_cow(map);
4415         if (!map)
4416                 return NULL;
4417         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4418         if (!map->dim)
4419                 goto error;
4420
4421         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4422                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4423                                 goto error);
4424         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4425                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4426                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4427                 if (!map->p[i])
4428                         goto error;
4429         }
4430         if (map->n == 0)
4431                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4432         else {
4433                 isl_space_free(map->dim);
4434                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4435         }
4436         if (!map->dim)
4437                 goto error;
4438         return (struct isl_set *)map;
4439 error:
4440         isl_map_free(map);
4441         return NULL;
4442 }
4443
4444 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4445 {
4446         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4447 }
4448
4449 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4450         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4451 {
4452         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4453         if (!bmap || !dim)
4454                 goto error;
4455
4456         isl_space_free(bmap->dim);
4457         bmap->dim = dim;
4458
4459         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4460
4461         return bmap;
4462 error:
4463         isl_basic_map_free(bmap);
4464         isl_space_free(dim);
4465         return NULL;
4466 }
4467
4468 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4469         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4470 {
4471         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4472                                                         dim);
4473 }
4474
4475 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4476         __isl_take isl_space *dim)
4477 {
4478         int i;
4479
4480         map = isl_map_cow(map);
4481         if (!map || !dim)
4482                 goto error;
4483
4484         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4485                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4486                                                     isl_space_copy(dim));
4487                 if (!map->p[i])
4488                         goto error;
4489         }
4490         isl_space_free(map->dim);
4491         map->dim = dim;
4492
4493         return map;
4494 error:
4495         isl_map_free(map);
4496         isl_space_free(dim);
4497         return NULL;
4498 }
4499
4500 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4501         __isl_take isl_space *dim)
4502 {
4503         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4504 }
4505
4506 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4507  */
4508 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4509 {
4510         isl_space *space;
4511         unsigned n;
4512
4513         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4514                 return bset;
4515
4516         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4517         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4518         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4519         space = isl_space_params(space);
4520         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4521         return bset;
4522 }
4523
4524 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4525  */
4526 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4527         __isl_take isl_basic_set *bset)
4528 {
4529         isl_space *space;
4530         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4531         space = isl_space_set_from_params(space);
4532         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4533         return bset;
4534 }
4535
4536 /* Compute the parameter domain of the given set.
4537  */
4538 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4539 {
4540         isl_space *space;
4541         unsigned n;
4542
4543         if (isl_set_is_params(set))
4544                 return set;
4545
4546         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4547         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4548         space = isl_set_get_space(set);
4549         space = isl_space_params(space);
4550         set = isl_set_reset_space(set, space);
4551         return set;
4552 }
4553
4554 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4555  */
4556 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4557 {
4558         isl_space *space;
4559         space = isl_set_get_space(set);
4560         space = isl_space_set_from_params(space);
4561         set = isl_set_reset_space(set, space);
4562         return set;
4563 }
4564
4565 /* Compute the parameter domain of the given map.
4566  */
4567 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4568 {
4569         isl_space *space;
4570         unsigned n;
4571
4572         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4573         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4574         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4575         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4576         space = isl_map_get_space(map);
4577         space = isl_space_params(space);
4578         map = isl_map_reset_space(map, space);
4579         return map;
4580 }
4581
4582 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4583 {
4584         isl_space *dim;
4585         struct isl_basic_set *domain;
4586         unsigned n_in;
4587         unsigned n_out;
4588
4589         if (!bmap)
4590                 return NULL;
4591         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4592
4593         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4594         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4595         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4596         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4597
4598         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4599
4600         return domain;
4601 }
4602
4603 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4604 {
4605         if (!bmap)
4606                 return -1;
4607         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4608 }
4609
4610 /* Is this basic map actually a set?
4611  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4612  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4613  */
4614 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4615 {
4616         if (!bmap)
4617                 return -1;
4618         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4619 }
4620
4621 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4622 {
4623         if (!bmap)
4624                 return NULL;
4625         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4626                 return bmap;
4627         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4628 }
4629
4630 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4631         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4632 {
4633         int i, k;
4634         isl_space *dim;
4635         isl_basic_map *domain;
4636         int nparam, n_in, n_out;
4637         unsigned total;
4638
4639         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4640         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4641         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4642
4643         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4644         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4645
4646         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4647         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4648         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4649
4650         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4651
4652         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4653                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4654                 if (k < 0)
4655                         goto error;
4656                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4657                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4658                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4659         }
4660
4661         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4662         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4663 error:
4664         isl_basic_map_free(bmap);
4665         return NULL;
4666 }
4667
4668 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4669         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4670 {
4671         int i, k;
4672         isl_space *dim;
4673         isl_basic_map *range;
4674         int nparam, n_in, n_out;
4675         unsigned total;
4676
4677         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4678         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4679         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4680
4681         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4682         range = isl_basic_map_universe(dim);
4683
4684         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4685         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4686         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4687
4688         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4689
4690         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4691                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4692                 if (k < 0)
4693                         goto error;
4694                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4695                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4696                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4697         }
4698
4699         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4700         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4701 error:
4702         isl_basic_map_free(bmap);
4703         return NULL;
4704 }
4705
4706 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4707 {
4708         if (!map)
4709                 return -1;
4710         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4711 }
4712
4713 /* Is this map actually a set?
4714  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4715  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4716  */
4717 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4718 {
4719         if (!map)
4720                 return -1;
4721         return isl_space_is_set(map->dim);
4722 }
4723
4724 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4725 {
4726         int i;
4727         struct isl_set *set;
4728
4729         if (!map)
4730                 goto error;
4731         if (isl_map_is_set(map))
4732                 return (isl_set *)map;
4733
4734         map = isl_map_cow(map);
4735         if (!map)
4736                 goto error;
4737
4738         set = (struct isl_set *) map;
4739         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4740         if (!set->dim)
4741                 goto error;
4742         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4743                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4744                 if (!set->p[i])
4745                         goto error;
4746         }
4747         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4748         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4749         return set;
4750 error:
4751         isl_map_free(map);
4752         return NULL;
4753 }
4754
4755 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4756 {
4757         int i;
4758         isl_space *domain_dim;
4759
4760         map = isl_map_cow(map);
4761         if (!map)
4762                 return NULL;
4763
4764         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4765         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4766         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4767         if (!map->dim)
4768                 goto error;
4769         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4770                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4771                 if (!map->p[i])
4772                         goto error;
4773         }
4774         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4775         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4776         return map;
4777 error:
4778         isl_map_free(map);
4779         return NULL;
4780 }
4781
4782 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4783 {
4784         int i;
4785         isl_space *range_dim;
4786
4787         map = isl_map_cow(map);
4788         if (!map)
4789                 return NULL;
4790
4791         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4792         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4793         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4794         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4795         if (!map->dim)
4796                 goto error;
4797         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4798                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4799                 if (!map->p[i])
4800                         goto error;
4801         }
4802         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4803         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4804         return map;
4805 error:
4806         isl_map_free(map);
4807         return NULL;
4808 }
4809
4810 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4811         __isl_take isl_space *dim)
4812 {
4813         int i;
4814         struct isl_map *map = NULL;
4815
4816         set = isl_set_cow(set);
4817         if (!set || !dim)
4818                 goto error;
4819         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4820         map = (struct isl_map *)set;
4821         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4822                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4823                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4824                 if (!map->p[i])
4825                         goto error;
4826         }
4827         isl_space_free(map->dim);
4828         map->dim = dim;
4829         return map;
4830 error:
4831         isl_space_free(dim);
4832         isl_set_free(set);
4833         return NULL;
4834 }
4835
4836 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4837         __isl_take isl_basic_set *bset)
4838 {
4839         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4840 }
4841
4842 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4843         __isl_take isl_basic_set *bset)
4844 {
4845         isl_space *space;
4846         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4847         space = isl_space_from_range(space);
4848         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4849         return (isl_basic_map *)bset;
4850 }
4851
4852 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4853 {
4854         isl_space *space;
4855         space = isl_set_get_space(set);
4856         space = isl_space_from_range(space);
4857         set = isl_set_reset_space(set, space);
4858         return (struct isl_map *)set;
4859 }
4860
4861 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4862 {
4863         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4864 }
4865
4866 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4867         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4868 {
4869         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4870 }
4871
4872 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4873         __isl_take isl_set *range)
4874 {
4875         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4876 }
4877
4878 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4879 {
4880         int i;
4881         struct isl_set *set = NULL;
4882
4883         if (!map)
4884                 return NULL;
4885         map = isl_map_cow(map);
4886         if (!map)
4887                 return NULL;
4888         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4889         if (!map->dim)
4890                 goto error;
4891         set = (struct isl_set *)map;
4892         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4893                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4894                 if (!set->p[i])
4895                         goto error;
4896         }
4897         return set;
4898 error:
4899         isl_map_free(map);
4900         return NULL;
4901 }
4902
4903 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4904         unsigned flags)
4905 {
4906         struct isl_map *map;
4907
4908         if (!dim)
4909                 return NULL;
4910         if (n < 0)
4911                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4912                         "negative number of basic maps", goto error);
4913         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4914                         sizeof(struct isl_map) +
4915                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4916         if (!map)
4917                 goto error;
4918
4919         map->ctx = dim->ctx;
4920         isl_ctx_ref(map->ctx);
4921         map->ref = 1;
4922         map->size = n;
4923         map->n = 0;
4924         map->dim = dim;
4925         map->flags = flags;
4926         return map;
4927 error:
4928         isl_space_free(dim);
4929         return NULL;
4930 }
4931
4932 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4933                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4934                 unsigned flags)
4935 {
4936         struct isl_map *map;
4937         isl_space *dims;
4938
4939         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4940         if (!dims)
4941                 return NULL;
4942
4943         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4944         return map;
4945 }
4946
4947 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4948 {
4949         struct isl_basic_map *bmap;
4950         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4951         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4952         return bmap;
4953 }
4954
4955 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4956 {
4957         struct isl_basic_set *bset;
4958         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4959         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4960         return bset;
4961 }
4962
4963 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4964 {
4965         struct isl_basic_map *bmap;
4966         if (!model)
4967                 return NULL;
4968         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4969         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4970         return bmap;
4971 }
4972
4973 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4974 {
4975         struct isl_basic_map *bmap;
4976         if (!model)
4977                 return NULL;
4978         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4979         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4980         return bmap;
4981 }
4982
4983 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4984 {
4985         struct isl_basic_set *bset;
4986         if (!model)
4987                 return NULL;
4988         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4989         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4990         return bset;
4991 }
4992
4993 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4994 {
4995         struct isl_basic_map *bmap;
4996         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4997         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4998         return bmap;
4999 }
5000
5001 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5002 {
5003         struct isl_basic_set *bset;
5004         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5005         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5006         return bset;
5007 }
5008
5009 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5010 {
5011         int i;
5012         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5013         isl_basic_map *bmap;
5014
5015         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5016         for (i = 0; i < total; ++i) {
5017                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5018                 if (k < 0)
5019                         goto error;
5020                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5021                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5022         }
5023         return bmap;
5024 error:
5025         isl_basic_map_free(bmap);
5026         return NULL;
5027 }
5028
5029 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5030 {
5031         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5032 }
5033
5034 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5035 {
5036         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5037 }
5038
5039 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5040 {
5041         return isl_map_nat_universe(dim);
5042 }
5043
5044 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5045                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5046 {
5047         if (!model)
5048                 return NULL;
5049         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5050 }
5051
5052 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5053 {
5054         if (!model)
5055                 return NULL;
5056         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5057 }
5058
5059 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5060         __isl_keep isl_set *model)
5061 {
5062         if (!model)
5063                 return NULL;
5064         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5065 }
5066
5067 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5068 {
5069         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5070 }
5071
5072 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5073 {
5074         if (!model)
5075                 return NULL;
5076         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5077 }
5078
5079 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5080 {
5081         if (!model)
5082                 return NULL;
5083         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5084 }
5085
5086 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5087 {
5088         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5089 }
5090
5091 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5092 {
5093         if (!model)
5094                 return NULL;
5095         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5096 }
5097
5098 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5099 {
5100         struct isl_map *map;
5101         if (!dim)
5102                 return NULL;
5103         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5104         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5105         return map;
5106 }
5107
5108 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5109 {
5110         struct isl_set *set;
5111         if (!dim)
5112                 return NULL;
5113         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5114         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5115         return set;
5116 }
5117
5118 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5119 {
5120         if (!model)
5121                 return NULL;
5122         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5123 }
5124
5125 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5126 {
5127         int i;
5128         struct isl_map *dup;
5129
5130         if (!map)
5131                 return NULL;
5132         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5133         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5134                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5135         return dup;
5136 }
5137
5138 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5139                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5140 {
5141         if (!bmap || !map)
5142                 goto error;
5143         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5144                 isl_basic_map_free(bmap);
5145                 return map;
5146         }
5147         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5148         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5149         map->p[map->n] = bmap;
5150         map->n++;
5151         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5152         return map;
5153 error:
5154         if (map)
5155                 isl_map_free(map);
5156         if (bmap)
5157                 isl_basic_map_free(bmap);
5158         return NULL;
5159 }
5160
5161 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5162 {
5163         int i;
5164
5165         if (!map)
5166                 return NULL;
5167
5168         if (--map->ref > 0)
5169                 return NULL;
5170
5171         isl_ctx_deref(map->ctx);
5172         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5173                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5174         isl_space_free(map->dim);
5175         free(map);
5176
5177         return NULL;
5178 }
5179
5180 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5181                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5182 {
5183         int i;
5184
5185         base = isl_map_cow(base);
5186         if (!base)
5187                 return NULL;
5188
5189         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5190         if (!base->dim)
5191                 goto error;
5192         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5193                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5194                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5195                 if (!base->p[i])
5196                         goto error;
5197         }
5198         return base;
5199 error:
5200         isl_map_free(base);
5201         return NULL;
5202 }
5203
5204 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5205                 unsigned nparam, unsigned dim)
5206 {
5207         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5208                                                         nparam, 0, dim);
5209 }
5210
5211 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5212         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5213 {
5214         int j;
5215
5216         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5217         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5218         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5219         if (j < 0)
5220                 goto error;
5221         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5222         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5223         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5224         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5225         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5226 error:
5227         isl_basic_map_free(bmap);
5228         return NULL;
5229 }
5230
5231 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5232         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5233 {
5234         int j;
5235
5236         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5237         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5238         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5239         if (j < 0)
5240                 goto error;
5241         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5242         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5243         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5244         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5245         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5246 error:
5247         isl_basic_map_free(bmap);
5248         return NULL;
5249 }
5250
5251 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5252                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5253 {
5254         if (!bmap)
5255                 return NULL;
5256         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5257         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5258                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5259 error:
5260         isl_basic_map_free(bmap);
5261         return NULL;
5262 }
5263
5264 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5265                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5266 {
5267         if (!bmap)
5268                 return NULL;
5269         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5270         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5271                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5272 error:
5273         isl_basic_map_free(bmap);
5274         return NULL;
5275 }
5276
5277 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5278                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5279 {
5280         return (struct isl_basic_set *)
5281                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5282                                         type, pos, value);
5283 }
5284
5285 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5286                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5287 {
5288         return (struct isl_basic_set *)
5289                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5290                                         type, pos, value);
5291 }
5292
5293 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5294                 unsigned input, int value)
5295 {
5296         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5297 }
5298
5299 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5300                 unsigned dim, int value)
5301 {
5302         return (struct isl_basic_set *)
5303                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5304                                         isl_dim_set, dim, value);
5305 }
5306
5307 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5308 {
5309         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5310
5311         if (empty < 0)
5312                 return -1;
5313         if (!empty)
5314                 return 0;
5315
5316         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5317         if (i != map->n - 1) {
5318                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5319                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5320         }
5321         map->n--;
5322
5323         return 0;
5324 }
5325
5326 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5327                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5328 {
5329         int i;
5330
5331         map = isl_map_cow(map);
5332         if (!map)
5333                 return NULL;
5334
5335         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5336         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5337                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5338                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5339                         goto error;
5340         }
5341         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5342         return map;
5343 error:
5344         isl_map_free(map);
5345         return NULL;
5346 }
5347
5348 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5349                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5350 {
5351         return (struct isl_set *)
5352                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5353 }
5354
5355 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5356                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5357 {
5358         int i;
5359
5360         map = isl_map_cow(map);
5361         if (!map)
5362                 return NULL;
5363
5364         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5365         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5366                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5367                 if (!map->p[i])
5368                         goto error;
5369         }
5370         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5371         return map;
5372 error:
5373         isl_map_free(map);
5374         return NULL;
5375 }
5376
5377 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5378                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5379 {
5380         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5381 }
5382
5383 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5384                 unsigned input, int value)
5385 {
5386         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5387 }
5388
5389 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5390 {
5391         return (struct isl_set *)
5392                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5393 }
5394
5395 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5396         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5397         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5398 {
5399         int j;
5400
5401         if (!bmap)
5402                 return NULL;
5403         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5404         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5405         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5406         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5407         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5408         if (j < 0)
5409                 goto error;
5410         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5411         if (upper) {
5412                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5413                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5414         } else {
5415                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5416                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5417         }
5418         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5419         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5420 error:
5421         isl_basic_map_free(bmap);
5422         return NULL;
5423 }
5424
5425 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5426         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5427         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5428 {
5429         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5430 }
5431
5432 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5433  */
5434 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5435         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5436         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5437 {
5438         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5439 }
5440
5441 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5442         unsigned dim, isl_int value)
5443 {
5444         int j;
5445
5446         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5447         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5448         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5449         if (j < 0)
5450                 goto error;
5451         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5452         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5453         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5454         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5455         return isl_basic_set_finalize(bset);
5456 error:
5457         isl_basic_set_free(bset);
5458         return NULL;
5459 }
5460
5461 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5462         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5463 {
5464         int i;
5465
5466         map = isl_map_cow(map);
5467         if (!map)
5468                 return NULL;
5469
5470         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5471         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5472                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5473                                                  type, pos, value, upper);
5474                 if (!map->p[i])
5475                         goto error;
5476         }
5477         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5478         return map;
5479 error:
5480         isl_map_free(map);
5481         return NULL;
5482 }
5483
5484 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5485         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5486 {
5487         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5488 }
5489
5490 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5491         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5492 {
5493         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5494 }
5495
5496 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5497                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5498 {
5499         return (struct isl_set *)
5500                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5501 }
5502
5503 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5504         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5505 {
5506         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5507 }
5508
5509 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5510  * is set) to "value".
5511  */
5512 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5513         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5514         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5515 {
5516         int j;
5517
5518         if (!bmap)
5519                 return NULL;
5520         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5521                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5522                         "index out of bounds", goto error);
5523         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5524         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5525         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5526         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5527         if (j < 0)
5528                 goto error;
5529         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5530         if (upper) {
5531                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5532                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5533         } else {
5534                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5535                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5536         }
5537         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5538         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5539 error:
5540         isl_basic_map_free(bmap);
5541         return NULL;
5542 }
5543
5544 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5545  * is set) to "value".
5546  */
5547 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5548         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5549 {
5550         int i;
5551
5552         map = isl_map_cow(map);
5553         if (!map)
5554                 return NULL;
5555
5556         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5557                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5558                         "index out of bounds", goto error);
5559         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5560                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5561                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5562                         goto error;
5563         }
5564         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5565         return map;
5566 error:
5567         isl_map_free(map);
5568         return NULL;
5569 }
5570
5571 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5572         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5573 {
5574         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5575 }
5576
5577 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5578         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5579 {
5580         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5581 }
5582
5583 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5584         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5585 {
5586         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5587 }
5588
5589 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5590         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5591 {
5592         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5593 }
5594
5595 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5596                                         isl_int value)
5597 {
5598         int i;
5599
5600         set = isl_set_cow(set);
5601         if (!set)
5602                 return NULL;
5603
5604         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5605         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5606                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5607                 if (!set->p[i])
5608                         goto error;
5609         }
5610         return set;
5611 error:
5612         isl_set_free(set);
5613         return NULL;
5614 }
5615
5616 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5617 {
5618         int i;
5619
5620         map = isl_map_cow(map);
5621         if (!map)
5622                 return NULL;
5623
5624         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5625         if (!map->dim)
5626                 goto error;
5627         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5628                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5629                 if (!map->p[i])
5630                         goto error;
5631         }
5632         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5633         return map;
5634 error:
5635         isl_map_free(map);
5636         return NULL;
5637 }
5638
5639 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5640                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5641                 struct isl_set **empty, int max)
5642 {
5643         if (!bmap)
5644                 goto error;
5645         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5646                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5647         else
5648                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5649 error:
5650         isl_basic_map_free(bmap);
5651         isl_basic_set_free(dom);
5652         if (empty)
5653                 *empty = NULL;
5654         return NULL;
5655 }
5656
5657 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5658                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5659                 struct isl_set **empty)
5660 {
5661         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5662 }
5663
5664 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5665                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5666                 struct isl_set **empty)
5667 {
5668         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5669 }
5670
5671 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5672                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5673                 struct isl_set **empty)
5674 {
5675         return (struct isl_set *)
5676                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5677                         dom, empty);
5678 }
5679
5680 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5681                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5682                 struct isl_set **empty)
5683 {
5684         return (struct isl_set *)
5685                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5686                         dom, empty);
5687 }
5688
5689 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5690         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5691         __isl_give isl_set **empty)
5692 {
5693         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5694 }
5695
5696 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5697         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5698         __isl_give isl_set **empty)
5699 {
5700         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5701 }
5702
5703 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5704         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5705         __isl_give isl_set **empty)
5706 {
5707         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5708 }
5709
5710 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5711         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5712         __isl_give isl_set **empty)
5713 {
5714         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5715 }
5716
5717 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5718         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5719 {
5720         isl_basic_set *dom = NULL;
5721         isl_space *dom_space;
5722
5723         if (!bmap)
5724                 goto error;
5725         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5726         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5727         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5728 error:
5729         isl_basic_map_free(bmap);
5730         return NULL;
5731 }
5732
5733 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5734         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5735 {
5736         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5737 }
5738
5739 #undef TYPE
5740 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5741 #undef SUFFIX
5742 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5743 #undef EMPTY
5744 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5745 #undef ADD
5746 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5747 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5748
5749 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5750  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5751  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5752  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5753  *
5754  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5755  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5756  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5757  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5758  * update both "res" and "todo".
5759  */
5760 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5761         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5762         __isl_give isl_set **empty, int max)
5763 {
5764         int i;
5765         isl_pw_multi_aff *res;
5766         isl_set *todo;
5767
5768         if (!map || !dom)
5769                 goto error;
5770
5771         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5772                 if (empty)
5773                         *empty = dom;
5774                 else
5775                         isl_set_free(dom);
5776                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5777         }
5778
5779         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5780                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5781                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5782
5783         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5784                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5785                 isl_set *todo_i;
5786
5787                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5788                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5789                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5790
5791                 if (max)
5792                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5793                 else
5794                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5795
5796                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5797         }
5798
5799         isl_set_free(dom);
5800         isl_map_free(map);
5801
5802         if (empty)
5803                 *empty = todo;
5804         else
5805                 isl_set_free(todo);
5806
5807         return res;
5808 error:
5809         if (empty)
5810                 *empty = NULL;
5811         isl_set_free(dom);
5812         isl_map_free(map);
5813         return NULL;
5814 }
5815
5816 #undef TYPE
5817 #define TYPE    isl_map
5818 #undef SUFFIX
5819 #define SUFFIX
5820 #undef EMPTY
5821 #define EMPTY   isl_map_empty
5822 #undef ADD
5823 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5824 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5825
5826 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5827  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5828  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5829  *
5830  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5831  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5832  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5833  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5834  * update both "res" and "todo".
5835  *
5836  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5837  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5838  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5839  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5840  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5841  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5842  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5843  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5844  * for the ith basic map, i.e.,
5845  *
5846  *      todo^i = todo^k * todo_i
5847  *
5848  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5849  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5850  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5851  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5852  * the lexicographic order.)
5853  * In practice, we compute
5854  *
5855  *      res^k * (res_i . "<=")
5856  *
5857  * and
5858  *
5859  *      res_i * (res^k . "<")
5860  *
5861  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5862  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5863  * that one, i.e.,
5864  *
5865  *      res^k * todo_i
5866  * and
5867  *      res_i * todo^k
5868  *
5869  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5870  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5871  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5872  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5873  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5874  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5875  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5876  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5877  * the previous basic maps.
5878  */
5879 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5880                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5881                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5882 {
5883         int i;
5884         struct isl_map *res;
5885         struct isl_set *todo;
5886
5887         if (!map || !dom)
5888                 goto error;
5889
5890         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5891                 if (empty)
5892                         *empty = dom;
5893                 else
5894                         isl_set_free(dom);
5895                 return map;
5896         }
5897
5898         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5899                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5900
5901         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5902                 isl_map *lt, *le;
5903                 isl_map *res_i;
5904                 isl_set *todo_i;
5905                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5906
5907                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5908                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5909
5910                 if (max) {
5911                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5912                         le = isl_map_lex_le(dim);
5913                 } else {
5914                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5915                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5916                 }
5917                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5918                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5919                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5920                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5921
5922                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5923                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5924                                                         isl_set_copy(todo_i));
5925                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5926                                                         isl_set_copy(todo));
5927                 }
5928
5929                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5930                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5931                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5932
5933                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5934         }
5935
5936         isl_set_free(dom);
5937         isl_map_free(map);
5938
5939         if (empty)
5940                 *empty = todo;
5941         else
5942                 isl_set_free(todo);
5943
5944         return res;
5945 error:
5946         if (empty)
5947                 *empty = NULL;
5948         isl_set_free(dom);
5949         isl_map_free(map);
5950         return NULL;
5951 }
5952
5953 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5954                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5955                 __isl_give isl_set **empty)
5956 {
5957         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5958 }
5959
5960 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5961                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5962                 __isl_give isl_set **empty)
5963 {
5964         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5965 }
5966
5967 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5968                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5969                 __isl_give isl_set **empty)
5970 {
5971         return (struct isl_set *)
5972                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5973                         dom, empty);
5974 }
5975
5976 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5977                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5978                 __isl_give isl_set **empty)
5979 {
5980         return (struct isl_set *)
5981                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5982                         dom, empty);
5983 }
5984
5985 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5986 {
5987         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5988         isl_space *dom_dim;
5989
5990         if (!bmap)
5991                 goto error;
5992         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5993         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5994         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5995 error:
5996         isl_basic_map_free(bmap);
5997         return NULL;
5998 }
5999
6000 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6001 {
6002         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6003 }
6004
6005 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6006 {
6007         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6008 }
6009
6010 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6011 {
6012         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6013 }
6014
6015 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6016 {
6017         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6018 }
6019
6020 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6021 {
6022         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6023 }
6024
6025 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6026 {
6027         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6028 }
6029
6030 /* Extract the first and only affine expression from list
6031  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6032  * This domain is known to be disjoint from other domains
6033  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6034  */
6035 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6036         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6037 {
6038         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6039         isl_aff *aff;
6040         isl_pw_aff **pwaff = user;
6041         isl_pw_aff *pwaff_i;
6042
6043         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6044                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6045                         "expecting single element list", goto error);
6046
6047         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6048         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6049
6050         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6051
6052         isl_aff_list_free(list);
6053
6054         return 0;
6055 error:
6056         isl_basic_set_free(dom);
6057         isl_aff_list_free(list);
6058         return -1;
6059 }
6060
6061 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6062  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6063  *
6064  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6065  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6066  */
6067 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6068         int max)
6069 {
6070         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6071         isl_pw_aff *pwaff;
6072         int r;
6073
6074         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6075         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6076         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6077
6078         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6079         if (r < 0)
6080                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6081
6082         return pwaff;
6083 }
6084
6085 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6086  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6087  * but independently of the other output dimensions.
6088  *
6089  * We first project out the other output dimension and then compute
6090  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6091  * using isl_pw_aff_union_max.
6092  */
6093 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6094         int max)
6095 {
6096         int i;
6097         isl_pw_aff *pwaff;
6098         unsigned n_out;
6099
6100         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6101         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6102         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6103         if (!map)
6104                 return NULL;
6105
6106         if (map->n == 0) {
6107                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6108                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6109                 isl_map_free(map);
6110                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6111         }
6112
6113         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6114         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6115                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6116
6117                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6118                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6119         }
6120
6121         isl_map_free(map);
6122
6123         return pwaff;
6124 }
6125
6126 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6127  * parameters and input dimensions, but independently of
6128  * the other output dimensions.
6129  */
6130 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6131 {
6132         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6133 }
6134
6135 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6136  * as a function of the parameters,
6137  * but independently of the other set dimensions.
6138  */
6139 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6140         int max)
6141 {
6142         return map_dim_opt(set, pos, max);
6143 }
6144
6145 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6146  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6147  */
6148 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6149 {
6150         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6151 }
6152
6153 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6154  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6155  */
6156 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6157 {
6158         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6159 }
6160
6161 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6162  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6163  */
6164 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6165         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6166 {
6167         unsigned nparam;
6168
6169         if (!bset || !mat)
6170                 goto error;
6171
6172         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6173         if (!bset->dim)
6174                 goto error;
6175
6176         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6177
6178         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6179
6180         bset->dim->nparam = 0;
6181         bset->dim->n_out = nparam;
6182         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6183         if (bset) {
6184                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6185                 bset->dim->n_out = 0;
6186         }
6187         return bset;
6188 error:
6189         isl_mat_free(mat);
6190         isl_basic_set_free(bset);
6191         return NULL;
6192 }
6193
6194 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6195  * set is assumed to have only parameters and divs.
6196  */
6197 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6198         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6199 {
6200         isl_space *dim = NULL;
6201         unsigned nparam;
6202
6203         if (!set || !mat)
6204                 goto error;
6205
6206         dim = isl_space_copy(set->dim);
6207         dim = isl_space_cow(dim);
6208         if (!dim)
6209                 goto error;
6210
6211         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6212
6213         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6214
6215         dim->nparam = 0;
6216         dim->n_out = nparam;
6217         isl_set_reset_space(set, dim);
6218         set = isl_set_preimage(set, mat);
6219         if (!set)
6220                 goto error2;
6221         dim = isl_space_copy(set->dim);
6222         dim = isl_space_cow(dim);
6223         if (!dim)
6224                 goto error2;
6225         dim->nparam = dim->n_out;
6226         dim->n_out = 0;
6227         isl_set_reset_space(set, dim);
6228         return set;
6229 error:
6230         isl_space_free(dim);
6231         isl_mat_free(mat);
6232 error2:
6233         isl_set_free(set);
6234         return NULL;
6235 }
6236
6237 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6238  * equalities in "eq".
6239  */
6240 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6241         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6242 {
6243         int i, k;
6244         unsigned len;
6245
6246         if (!bset || !eq)
6247                 goto error;
6248
6249         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6250                                         eq->n_row, 0);
6251         if (!bset)
6252                 goto error;
6253
6254         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6255         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6256                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6257                 if (k < 0)
6258                         goto error;
6259                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6260                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6261         }
6262         isl_mat_free(eq);
6263
6264         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6265         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6266
6267         return bset;
6268 error:
6269         isl_mat_free(eq);
6270         isl_basic_set_free(bset);
6271         return NULL;
6272 }
6273
6274 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6275  * equalities in "eq".
6276  */
6277 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6278         struct isl_mat *eq)
6279 {
6280         int i;
6281
6282         if (!set || !eq)
6283                 goto error;
6284
6285         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6286                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6287                                         isl_mat_copy(eq));
6288                 if (!set->p[i])
6289                         goto error;
6290         }
6291         isl_mat_free(eq);
6292         return set;
6293 error:
6294         isl_mat_free(eq);
6295         isl_set_free(set);
6296         return NULL;
6297 }
6298
6299 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6300  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6301  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6302  * The output has the same parameters, but only
6303  * explicit existentially quantified variables.
6304  *
6305  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6306  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6307  * among the parameters by performing a variable compression on
6308  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6309  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6310  */
6311 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6312 {
6313         int i, j;
6314         struct isl_mat *eq;
6315         struct isl_mat *T, *T2;
6316         struct isl_set *set;
6317         unsigned nparam, n_div;
6318
6319         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6320         if (!bset)
6321                 return NULL;
6322
6323         if (bset->n_eq == 0)
6324                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6325
6326         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6327
6328         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6329         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6330
6331         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6332                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6333                         ++i;
6334         }
6335         if (i == bset->n_eq)
6336                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6337
6338         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6339                 0, 1 + nparam);
6340         eq = isl_mat_cow(eq);
6341         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6342         if (T && T->n_col == 0) {
6343                 isl_mat_free(T);
6344                 isl_mat_free(T2);
6345                 isl_mat_free(eq);
6346                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6347                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6348         }
6349         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6350
6351         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6352         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6353         set = set_append_equalities(set, eq);
6354         return set;
6355 }
6356
6357 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6358  * quantified variables.
6359  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6360  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6361  * no input or output dimensions and the dimension specification
6362  * is reset to that of the input.
6363  */
6364 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6365 {
6366         struct isl_basic_set *bset;
6367         struct isl_set *set;
6368         struct isl_map *map;
6369         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6370         unsigned         nparam;
6371         unsigned         n_in;
6372         unsigned         n_out;
6373
6374         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6375         if (!bmap)
6376                 return NULL;
6377
6378         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6379         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6380         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6381         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6382         if (!dim)
6383                 goto error;
6384
6385         orig_dim = bmap->dim;
6386         bmap->dim = dim;
6387         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6388
6389         set = parameter_compute_divs(bset);
6390         map = (struct isl_map *)set;
6391         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6392
6393         return map;
6394 error:
6395         isl_basic_map_free(bmap);
6396         return NULL;
6397 }
6398
6399 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6400 {
6401         int i;
6402         unsigned off;
6403
6404         if (!bmap)
6405                 return -1;
6406
6407         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6408         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6409                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6410                         return 0;
6411                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6412                                 return -1);
6413         }
6414         return 1;
6415 }
6416
6417 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6418 {
6419         int i;
6420
6421         if (!map)
6422                 return -1;
6423
6424         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6425                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6426                 if (known <= 0)
6427                         return known;
6428         }
6429
6430         return 1;
6431 }
6432
6433 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6434  * expressions for them.  However, this computation may be
6435  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6436  * strictly needed.
6437  */
6438 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6439 {
6440         int known;
6441         struct isl_map *map;
6442
6443         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6444         if (known < 0)
6445                 goto error;
6446         if (known)
6447                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6448
6449         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6450
6451         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6452         if (known < 0)
6453                 goto error;
6454         if (known)
6455                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6456
6457         map = compute_divs(bmap);
6458         return map;
6459 error:
6460         isl_basic_map_free(bmap);
6461         return NULL;
6462 }
6463
6464 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6465 {
6466         int i;
6467         int known;
6468         struct isl_map *res;
6469
6470         if (!map)
6471                 return NULL;
6472         if (map->n == 0)
6473                 return map;
6474
6475         known = map_divs_known(map);
6476         if (known < 0) {
6477                 isl_map_free(map);
6478                 return NULL;
6479         }
6480         if (known)
6481                 return map;
6482
6483         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6484         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6485                 struct isl_map *r2;
6486                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6487                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6488                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6489                 else
6490                         res = isl_map_union(res, r2);
6491         }
6492         isl_map_free(map);
6493
6494         return res;
6495 }
6496
6497 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6498 {
6499         return (struct isl_set *)
6500                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6501 }
6502
6503 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6504 {
6505         return (struct isl_set *)
6506                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6507 }
6508
6509 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6510 {
6511         int i;
6512         struct isl_set *set;
6513
6514         if (!map)
6515                 goto error;
6516
6517         map = isl_map_cow(map);
6518         if (!map)
6519                 return NULL;
6520
6521         set = (struct isl_set *)map;
6522         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6523         if (!set->dim)
6524                 goto error;
6525         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6526                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6527                 if (!set->p[i])
6528                         goto error;
6529         }
6530         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6531         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6532         return set;
6533 error:
6534         isl_map_free(map);
6535         return NULL;
6536 }
6537
6538 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6539  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6540  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6541  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6542  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6543  * may not be disjoint.
6544  *
6545  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6546  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6547  */
6548 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6549         __isl_take isl_map *map2)
6550 {
6551         int i;
6552         unsigned flags = 0;
6553         struct isl_map *map = NULL;
6554         int is_universe;
6555
6556         if (!map1 || !map2)
6557                 goto error;
6558
6559         if (map1->n == 0) {
6560                 isl_map_free(map1);
6561                 return map2;
6562         }
6563         if (map2->n == 0) {
6564                 isl_map_free(map2);
6565                 return map1;
6566         }
6567
6568         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6569         if (is_universe < 0)
6570                 goto error;
6571         if (is_universe) {
6572                 isl_map_free(map2);
6573                 return map1;
6574         }
6575
6576         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6577         if (is_universe < 0)
6578                 goto error;
6579         if (is_universe) {
6580                 isl_map_free(map1);
6581                 return map2;
6582         }
6583
6584         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6585
6586         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6587             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6588                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6589
6590         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6591                                 map1->n + map2->n, flags);
6592         if (!map)
6593                 goto error;
6594         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6595                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6596                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6597                 if (!map)
6598                         goto error;
6599         }
6600         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6601                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6602                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6603                 if (!map)
6604                         goto error;
6605         }
6606         isl_map_free(map1);
6607         isl_map_free(map2);
6608         return map;
6609 error:
6610         isl_map_free(map);
6611         isl_map_free(map1);
6612         isl_map_free(map2);
6613         return NULL;
6614 }
6615
6616 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6617         __isl_take isl_map *map2)
6618 {
6619         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6620 }
6621
6622 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6623 {
6624         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6625         if (!map1)
6626                 return NULL;
6627         if (map1->n > 1)
6628                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6629         return map1;
6630 }
6631
6632 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6633                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6634 {
6635         return (struct isl_set *)
6636                 isl_map_union_disjoint(
6637                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6638 }
6639
6640 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6641 {
6642         return (struct isl_set *)
6643                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6644 }
6645
6646 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6647  * the results.
6648  *
6649  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6650  */
6651 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6652         __isl_take isl_set *set,
6653         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6654                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6655 {
6656         unsigned flags = 0;
6657         struct isl_map *result;
6658         int i, j;
6659
6660         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6661                 isl_set_free(set);
6662                 return map;
6663         }
6664
6665         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6666             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6667                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6668
6669         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6670                                         map->n * set->n, flags);
6671         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6672                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6673                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6674                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6675                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6676                         if (!result)
6677                                 break;
6678                 }
6679
6680         isl_map_free(map);
6681         isl_set_free(set);
6682         return result;
6683 }
6684
6685 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6686         __isl_take isl_set *set)
6687 {
6688         if (!map || !set)
6689                 goto error;
6690
6691         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6692                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6693                         "incompatible spaces", goto error);
6694
6695         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6696 error:
6697         isl_map_free(map);
6698         isl_set_free(set);
6699         return NULL;
6700 }
6701
6702 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6703         __isl_take isl_set *set)
6704 {
6705         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6706 }
6707
6708 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6709         __isl_take isl_set *set)
6710 {
6711         if (!map || !set)
6712                 goto error;
6713
6714         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6715                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6716                         "incompatible spaces", goto error);
6717
6718         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6719 error:
6720         isl_map_free(map);
6721         isl_set_free(set);
6722         return NULL;
6723 }
6724
6725 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6726         __isl_take isl_set *set)
6727 {
6728         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6729                                                 &map_intersect_domain);
6730 }
6731
6732 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6733         __isl_take isl_map *map2)
6734 {
6735         if (!map1 || !map2)
6736                 goto error;
6737         map1 = isl_map_reverse(map1);
6738         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6739         return isl_map_reverse(map1);
6740 error:
6741         isl_map_free(map1);
6742         isl_map_free(map2);
6743         return NULL;
6744 }
6745
6746 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6747         __isl_take isl_map *map2)
6748 {
6749         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6750 }
6751
6752 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6753         __isl_take isl_map *map2)
6754 {
6755         isl_space *dim_result;
6756         struct isl_map *result;
6757         int i, j;
6758
6759         if (!map1 || !map2)
6760                 goto error;
6761
6762         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6763                                   isl_space_copy(map2->dim));
6764
6765         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6766         if (!result)
6767                 goto error;
6768         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6769                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6770                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6771                             isl_basic_map_apply_range(
6772                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6773                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6774                         if (!result)
6775                                 goto error;
6776                 }
6777         isl_map_free(map1);
6778         isl_map_free(map2);
6779         if (result && result->n <= 1)
6780                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6781         return result;
6782 error:
6783         isl_map_free(map1);
6784         isl_map_free(map2);
6785         return NULL;
6786 }
6787
6788 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6789         __isl_take isl_map *map2)
6790 {
6791         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6792 }
6793
6794 /*
6795  * returns range - domain
6796  */
6797 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6798 {
6799         isl_space *dims, *target_dim;
6800         struct isl_basic_set *bset;
6801         unsigned dim;
6802         unsigned nparam;
6803         int i;
6804
6805         if (!bmap)
6806                 goto error;
6807         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6808                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6809                    goto error);
6810         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6811         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6812         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6813         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6814         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6815         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6816         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6817         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6818         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6819         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6820                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6821                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6822                 if (j < 0)
6823                         goto error;
6824                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6825                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6826                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6827                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6828         }
6829         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6830         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6831         return bset;
6832 error:
6833         isl_basic_map_free(bmap);
6834         return NULL;
6835 }
6836
6837 /*
6838  * returns range - domain
6839  */
6840 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6841 {
6842         int i;
6843         isl_space *dim;
6844         struct isl_set *result;
6845
6846         if (!map)
6847                 return NULL;
6848
6849         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6850                                                  map->dim, isl_dim_out),
6851                    goto error);
6852         dim = isl_map_get_space(map);
6853         dim = isl_space_domain(dim);
6854         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6855         if (!result)
6856                 goto error;
6857         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6858                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6859                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6860         isl_map_free(map);
6861         return result;
6862 error:
6863         isl_map_free(map);
6864         return NULL;
6865 }
6866
6867 /*
6868  * returns [domain -> range] -> range - domain
6869  */
6870 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6871         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6872 {
6873         int i, k;
6874         isl_space *dim;
6875         isl_basic_map *domain;
6876         int nparam, n;
6877         unsigned total;
6878
6879         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6880                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6881                         "domain and range don't match", goto error);
6882
6883         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6884         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6885
6886         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6887         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6888
6889         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6890         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6891         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6892
6893         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6894
6895         for (i = 0; i < n; ++i) {
6896                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6897                 if (k < 0)
6898                         goto error;
6899                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6900                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6901                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6902                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6903         }
6904
6905         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6906         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6907 error:
6908         isl_basic_map_free(bmap);
6909         return NULL;
6910 }
6911
6912 /*
6913  * returns [domain -> range] -> range - domain
6914  */
6915 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6916 {
6917         int i;
6918         isl_space *domain_dim;
6919
6920         if (!map)
6921                 return NULL;
6922
6923         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6924                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6925                         "domain and range don't match", goto error);
6926
6927         map = isl_map_cow(map);
6928         if (!map)
6929                 return NULL;
6930
6931         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6932         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6933         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6934         if (!map->dim)
6935                 goto error;
6936         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6937                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6938                 if (!map->p[i])
6939                         goto error;
6940         }
6941         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6942         return map;
6943 error:
6944         isl_map_free(map);
6945         return NULL;
6946 }
6947
6948 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6949 {
6950         struct isl_basic_map *bmap;
6951         unsigned nparam;
6952         unsigned dim;
6953         int i;
6954
6955         if (!dims)
6956                 return NULL;
6957
6958         nparam = dims->nparam;
6959         dim = dims->n_out;
6960         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6961         if (!bmap)
6962                 goto error;
6963
6964         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6965                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6966                 if (j < 0)
6967                         goto error;
6968                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6969                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6970                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6971         }
6972         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6973 error:
6974         isl_basic_map_free(bmap);
6975         return NULL;
6976 }
6977
6978 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6979 {
6980         if (!dim)
6981                 return NULL;
6982         if (dim->n_in != dim->n_out)
6983                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6984                         "number of input and output dimensions needs to be "
6985                         "the same", goto error);
6986         return basic_map_identity(dim);
6987 error:
6988         isl_space_free(dim);
6989         return NULL;
6990 }
6991
6992 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6993 {
6994         if (!model || !model->dim)
6995                 return NULL;
6996         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6997 }
6998
6999 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7000 {
7001         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7002 }
7003
7004 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7005 {
7006         if (!model || !model->dim)
7007                 return NULL;
7008         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7009 }
7010
7011 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7012 {
7013         if (!model || !model->dim)
7014                 return NULL;
7015         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7016 }
7017
7018 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7019 {
7020         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7021         isl_map *id;
7022         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7023         return isl_map_intersect_range(id, set);
7024 }
7025
7026 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7027  * values.
7028  */
7029 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7030         __isl_take isl_space *space)
7031 {
7032         int i;
7033         unsigned nparam;
7034         unsigned dim;
7035         struct isl_basic_set *bset;
7036
7037         if (!space)
7038                 return NULL;
7039         nparam = space->nparam;
7040         dim = space->n_out;
7041         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7042         if (!bset)
7043                 return NULL;
7044         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7045                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7046                 if (k < 0)
7047                         goto error;
7048                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7049                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7050         }
7051         return bset;
7052 error:
7053         isl_basic_set_free(bset);
7054         return NULL;
7055 }
7056
7057 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7058  */
7059 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7060         int pos)
7061 {
7062         int k;
7063         isl_basic_set *nonneg;
7064
7065         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7066         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7067         if (k < 0)
7068                 goto error;
7069         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7070         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7071
7072         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7073 error:
7074         isl_basic_set_free(nonneg);
7075         return NULL;
7076 }
7077
7078 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7079  */
7080 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7081 {
7082         int k;
7083         isl_basic_set *neg;
7084
7085         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7086         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7087         if (k < 0)
7088                 goto error;
7089         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7090         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7091         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7092
7093         return isl_basic_set_finalize(neg);
7094 error:
7095         isl_basic_set_free(neg);
7096         return NULL;
7097 }
7098
7099 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7100         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7101 {
7102         int i;
7103         isl_basic_set *nonneg;
7104         isl_basic_set *neg;
7105
7106         if (!set)
7107                 return NULL;
7108         if (n == 0)
7109                 return set;
7110
7111         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7112
7113         for (i = 0; i < n; ++i) {
7114                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7115                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7116                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7117                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7118
7119                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7120         }
7121
7122         return set;
7123 error:
7124         isl_set_free(set);
7125         return NULL;
7126 }
7127
7128 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7129         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7130         void *user)
7131 {
7132         isl_set *half;
7133
7134         if (!set)
7135                 return -1;
7136         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7137                 isl_set_free(set);
7138                 return 0;
7139         }
7140         if (first == len)
7141                 return fn(set, signs, user);
7142
7143         signs[first] = 1;
7144         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7145                                                         1 + first));
7146         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7147         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7148                 goto error;
7149
7150         signs[first] = -1;
7151         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7152                                                         1 + first));
7153         half = isl_set_intersect(half, set);
7154         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7155 error:
7156         isl_set_free(set);
7157         return -1;
7158 }
7159
7160 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7161  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7162  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7163  * to the sign of the corresponding variable.
7164  */
7165 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7166         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7167         void *user)
7168 {
7169         unsigned nparam;
7170         unsigned nvar;
7171         int *signs;
7172         int r;
7173
7174         if (!set)
7175                 return -1;
7176         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7177                 return 0;
7178
7179         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7180         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7181
7182         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7183
7184         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7185                             fn, user);
7186
7187         free(signs);
7188
7189         return r;
7190 }
7191
7192 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7193 {
7194         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7195 }
7196
7197 int isl_basic_map_is_subset(
7198                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7199 {
7200         int is_subset;
7201         struct isl_map *map1;
7202         struct isl_map *map2;
7203
7204         if (!bmap1 || !bmap2)
7205                 return -1;
7206
7207         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7208         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7209
7210         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7211
7212         isl_map_free(map1);
7213         isl_map_free(map2);
7214
7215         return is_subset;
7216 }
7217
7218 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7219         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7220 {
7221         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7222 }
7223
7224 int isl_basic_map_is_equal(
7225                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7226 {
7227         int is_subset;
7228
7229         if (!bmap1 || !bmap2)
7230                 return -1;
7231         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7232         if (is_subset != 1)
7233                 return is_subset;
7234         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7235         return is_subset;
7236 }
7237
7238 int isl_basic_set_is_equal(
7239                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7240 {
7241         return isl_basic_map_is_equal(
7242                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7243 }
7244
7245 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7246 {
7247         int i;
7248         int is_empty;
7249
7250         if (!map)
7251                 return -1;
7252         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7253                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7254                 if (is_empty < 0)
7255                         return -1;
7256                 if (!is_empty)
7257                         return 0;
7258         }
7259         return 1;
7260 }
7261
7262 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7263 {
7264         return map ? map->n == 0 : -1;
7265 }
7266
7267 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7268 {
7269         return isl_map_plain_is_empty(map);
7270 }
7271
7272 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7273 {
7274         return set ? set->n == 0 : -1;
7275 }
7276
7277 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7278 {
7279         return isl_set_plain_is_empty(set);
7280 }
7281
7282 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7283 {
7284         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7285 }
7286
7287 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7288 {
7289         if (!map1 || !map2)
7290                 return -1;
7291
7292         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7293 }
7294
7295 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7296 {
7297         if (!set1 || !set2)
7298                 return -1;
7299
7300         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7301 }
7302
7303 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7304 {
7305         int is_subset;
7306
7307         if (!map1 || !map2)
7308                 return -1;
7309         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7310         if (is_subset != 1)
7311                 return is_subset;
7312         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7313         return is_subset;
7314 }
7315
7316 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7317 {
7318         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7319 }
7320
7321 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7322                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7323 {
7324         int is_subset;
7325
7326         if (!bmap1 || !bmap2)
7327                 return -1;
7328         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7329         if (is_subset != 1)
7330                 return is_subset;
7331         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7332         if (is_subset == -1)
7333                 return is_subset;
7334         return !is_subset;
7335 }
7336
7337 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7338 {
7339         int is_subset;
7340
7341         if (!map1 || !map2)
7342                 return -1;
7343         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7344         if (is_subset != 1)
7345                 return is_subset;
7346         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7347         if (is_subset == -1)
7348                 return is_subset;
7349         return !is_subset;
7350 }
7351
7352 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7353 {
7354         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7355 }
7356
7357 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7358 {
7359         if (!bmap)
7360                 return -1;
7361         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7362 }
7363
7364 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7365 {
7366         if (!bset)
7367                 return -1;
7368         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7369 }
7370
7371 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7372 {
7373         int i;
7374
7375         if (!map)
7376                 return -1;
7377
7378         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7379                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7380                 if (r < 0 || r)
7381                         return r;
7382         }
7383
7384         return 0;
7385 }
7386
7387 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7388 {
7389         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7390 }
7391
7392 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7393 {
7394         return isl_set_plain_is_universe(set);
7395 }
7396
7397 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7398 {
7399         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7400         struct isl_vec *sample = NULL;
7401         int empty;
7402         unsigned total;
7403
7404         if (!bmap)
7405                 return -1;
7406
7407         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7408                 return 1;
7409
7410         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7411                 return 0;
7412
7413         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7414                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7415                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7416                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7417                 isl_basic_map_free(copy);
7418                 return empty;
7419         }
7420
7421         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7422         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7423                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7424                 if (contains < 0)
7425                         return -1;
7426                 if (contains)
7427                         return 0;
7428         }
7429         isl_vec_free(bmap->sample);
7430         bmap->sample = NULL;
7431         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7432         if (!bset)
7433                 return -1;
7434         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7435         if (!sample)
7436                 return -1;
7437         empty = sample->size == 0;
7438         isl_vec_free(bmap->sample);
7439         bmap->sample = sample;
7440         if (empty)
7441                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7442
7443         return empty;
7444 }
7445
7446 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7447 {
7448         if (!bmap)
7449                 return -1;
7450         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7451 }
7452
7453 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7454 {
7455         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7456 }
7457
7458 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7459 {
7460         if (!bset)
7461                 return -1;
7462         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7463 }
7464
7465 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7466 {
7467         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7468 }
7469
7470 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7471 {
7472         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7473 }
7474
7475 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7476         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7477 {
7478         struct isl_map *map;
7479         if (!bmap1 || !bmap2)
7480                 goto error;
7481
7482         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7483
7484         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7485         if (!map)
7486                 goto error;
7487         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7488         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7489         return map;
7490 error:
7491         isl_basic_map_free(bmap1);
7492         isl_basic_map_free(bmap2);
7493         return NULL;
7494 }
7495
7496 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7497                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7498 {
7499         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7500                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7501                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7502 }
7503
7504 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7505 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7506 {
7507         int i;
7508         unsigned off;
7509
7510         if (!bmap)
7511                 return NULL;
7512
7513         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7514
7515         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7516                 int pos;
7517                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7518                         continue;
7519                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7520                                                             bmap->n_div-i);
7521                 if (pos == -1)
7522                         continue;
7523                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7524                 --i;
7525         }
7526         return bmap;
7527 }
7528
7529 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7530 {
7531         return (struct isl_basic_set *)
7532                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7533 }
7534
7535 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7536 {
7537         int i;
7538
7539         if (!map)
7540                 return 0;
7541
7542         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7543                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7544                 if (!map->p[i])
7545                         goto error;
7546         }
7547
7548         return map;
7549 error:
7550         isl_map_free(map);
7551         return NULL;
7552 }
7553
7554 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7555  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7556  * list of divs is given by "div".
7557  */
7558 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7559         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7560 {
7561         int i, j;
7562         int n_div;
7563
7564         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7565         if (!bset || !div)
7566                 goto error;
7567
7568         if (div->n_row < bset->n_div)
7569                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7570                         "not an expansion", goto error);
7571
7572         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7573                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7574                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7575
7576         n_div = bset->n_div;
7577         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7578                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7579                         goto error;
7580
7581         j = n_div - 1;
7582         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7583                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7584                         if (i != j)
7585                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7586                         j--;
7587                 } else {
7588                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7589                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7590                                 goto error;
7591                 }
7592         }
7593
7594         isl_mat_free(div);
7595         return bset;
7596 error:
7597         isl_basic_set_free(bset);
7598         isl_mat_free(div);
7599         return NULL;
7600 }
7601
7602 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7603  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7604  * 
7605  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7606  * of the corresponding div in dst otherwise.
7607  */
7608 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7609                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7610 {
7611         int i;
7612
7613         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7614
7615         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7616         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7617                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7618                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7619                                                 dst->n_div - div) == -1)
7620                         return i;
7621         return -1;
7622 }
7623
7624 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7625                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7626 {
7627         int i;
7628         unsigned total;
7629
7630         if (!dst || !src)
7631                 goto error;
7632
7633         if (src->n_div == 0)
7634                 return dst;
7635
7636         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7637                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7638
7639         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7640         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7641         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7642                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7643         if (!dst)
7644                 return NULL;
7645         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7646         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7647                 int j = find_div(dst, src, i);
7648                 if (j < 0) {
7649                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7650                         if (j < 0)
7651                                 goto error;
7652                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7653                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7654                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7655                                 goto error;
7656                 }
7657                 if (j != i)
7658                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7659         }
7660         return dst;
7661 error:
7662         isl_basic_map_free(dst);
7663         return NULL;
7664 }
7665
7666 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7667                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7668 {
7669         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7670                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7671 }
7672
7673 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7674 {
7675         int i;
7676
7677         if (!map)
7678                 return NULL;
7679         if (map->n == 0)
7680                 return map;
7681         map = isl_map_compute_divs(map);
7682         map = isl_map_cow(map);
7683         if (!map)
7684                 return NULL;
7685
7686         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7687                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7688         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7689                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7690
7691         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7692         return map;
7693 }
7694
7695 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7696 {
7697         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7698 }
7699
7700 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7701         __isl_take isl_map *map)
7702 {
7703         if (!set || !map)
7704                 goto error;
7705         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7706         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7707         set = isl_map_range(map);
7708         return set;
7709 error:
7710         isl_set_free(set);
7711         isl_map_free(map);
7712         return NULL;
7713 }
7714
7715 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7716         __isl_take isl_map *map)
7717 {
7718         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7719 }
7720
7721 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7722  * the meaning of the set.
7723  */
7724 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7725 {
7726         int i;
7727
7728         if (!map)
7729                 return NULL;
7730
7731         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7732                 remove_if_empty(map, i);
7733
7734         return map;
7735 }
7736
7737 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7738 {
7739         return (struct isl_set *)
7740                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7741 }
7742
7743 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7744 {
7745         struct isl_basic_map *bmap;
7746         if (!map || map->n == 0)
7747                 return NULL;
7748         bmap = map->p[map->n-1];
7749         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7750         return isl_basic_map_copy(bmap);
7751 }
7752
7753 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7754 {
7755         return (struct isl_basic_set *)
7756                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7757 }
7758
7759 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7760                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7761 {
7762         int i;
7763
7764         if (!map || !bmap)
7765                 goto error;
7766         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7767                 if (map->p[i] != bmap)
7768                         continue;
7769                 map = isl_map_cow(map);
7770                 if (!map)
7771                         goto error;
7772                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7773                 if (i != map->n-1) {
7774                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7775                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7776                 }
7777                 map->n--;
7778                 return map;
7779         }
7780         return map;
7781 error:
7782         isl_map_free(map);
7783         return NULL;
7784 }
7785
7786 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7787                                                 struct isl_basic_set *bset)
7788 {
7789         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7790                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7791 }
7792
7793 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7794  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7795  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7796  */
7797 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7798         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7799         int pos, isl_int *opt)
7800 {
7801         isl_space *dims;
7802         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7803         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7804         struct isl_ctx *ctx;
7805         struct isl_vec *obj;
7806         unsigned total;
7807         unsigned nparam;
7808         unsigned dim1, dim2;
7809         enum isl_lp_result res;
7810
7811         if (!bset1 || !bset2)
7812                 return isl_lp_error;
7813
7814         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7815         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7816         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7817         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7818         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7819         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7820         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7821         if (!bmap1 || !bmap2)
7822                 goto error;
7823         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7824         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7825                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7826                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7827         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7828         if (!bmap1)
7829                 goto error;
7830         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7831         ctx = bmap1->ctx;
7832         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7833         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7834         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7835         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7836         if (!obj)
7837                 goto error;
7838         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7839                                         opt, NULL, NULL);
7840         isl_basic_map_free(bmap1);
7841         isl_vec_free(obj);
7842         return res;
7843 error:
7844         isl_basic_map_free(bmap1);
7845         isl_basic_map_free(bmap2);
7846         return isl_lp_error;
7847 }
7848
7849 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7850  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7851  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7852  * smaller or larger than those in bset2.
7853  *
7854  * Returns
7855  *       1 if bset1 follows bset2
7856  *      -1 if bset1 precedes bset2
7857  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7858  *      -2 if some error occurred.
7859  */
7860 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7861         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7862 {
7863         isl_int opt;
7864         enum isl_lp_result res;
7865         int cmp;
7866
7867         isl_int_init(opt);
7868
7869         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7870
7871         if (res == isl_lp_empty)
7872                 cmp = 0;
7873         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7874                   res == isl_lp_unbounded)
7875                 cmp = 1;
7876         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7877                 cmp = -1;
7878         else
7879                 cmp = -2;
7880
7881         isl_int_clear(opt);
7882         return cmp;
7883 }
7884
7885 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7886  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7887  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7888  * than a value of the same dimension in bset2.
7889  *
7890  * Return
7891  *       1 if there exists such a pair
7892  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7893  *      -1 otherwise
7894  *      -2 if some error occurred.
7895  */
7896 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7897         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7898 {
7899         isl_int opt;
7900         enum isl_lp_result res;
7901         int cmp;
7902
7903         isl_int_init(opt);
7904
7905         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7906
7907         if (res == isl_lp_empty)
7908                 cmp = -1;
7909         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7910                   res == isl_lp_unbounded)
7911                 cmp = 1;
7912         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7913                 cmp = -1;
7914         else if (res == isl_lp_ok)
7915                 cmp = 0;
7916         else
7917                 cmp = -2;
7918
7919         isl_int_clear(opt);
7920         return cmp;
7921 }
7922
7923 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7924  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7925  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7926  * than a value of the same dimension in set2.
7927  *
7928  * Return
7929  *       1 if there exists such a pair
7930  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7931  *      -1 otherwise
7932  *      -2 if some error occurred.
7933  */
7934 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7935         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7936 {
7937         int i, j;
7938         int follows = -1;
7939
7940         if (!set1 || !set2)
7941                 return -2;
7942
7943         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7944                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7945                         int f;
7946                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7947                         if (f == 1 || f == -2)
7948                                 return f;
7949                         if (f > follows)
7950                                 follows = f;
7951                 }
7952
7953         return follows;
7954 }
7955
7956 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7957         unsigned pos, isl_int *val)
7958 {
7959         int i;
7960         int d;
7961         unsigned total;
7962
7963         if (!bmap)
7964                 return -1;
7965         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7966         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7967                 for (; d+1 > pos; --d)
7968                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7969                                 break;
7970                 if (d != pos)
7971                         continue;
7972                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7973                         return 0;
7974                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7975                         return 0;
7976                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7977                         return 0;
7978                 if (val)
7979                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7980                 return 1;
7981         }
7982         return 0;
7983 }
7984
7985 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7986         unsigned pos, isl_int *val)
7987 {
7988         int i;
7989         isl_int v;
7990         isl_int tmp;
7991         int fixed;
7992
7993         if (!map)
7994                 return -1;
7995         if (map->n == 0)
7996                 return 0;
7997         if (map->n == 1)
7998                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7999         isl_int_init(v);
8000         isl_int_init(tmp);
8001         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8002         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8003                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8004                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8005                         fixed = 0;
8006         }
8007         if (val)
8008                 isl_int_set(*val, v);
8009         isl_int_clear(tmp);
8010         isl_int_clear(v);
8011         return fixed;
8012 }
8013
8014 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8015         unsigned pos, isl_int *val)
8016 {
8017         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8018                                                 pos, val);
8019 }
8020
8021 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8022         isl_int *val)
8023 {
8024         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8025 }
8026
8027 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8028         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8029 {
8030         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8031                 return -1;
8032         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8033                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8034 }
8035
8036 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8037         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8038 {
8039         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8040                 return -1;
8041         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8042                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8043 }
8044
8045 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8046         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8047 {
8048         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8049 }
8050
8051 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8052         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8053 {
8054         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8055 }
8056
8057 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8058  * then return this fixed value in *val.
8059  */
8060 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8061         unsigned dim, isl_int *val)
8062 {
8063         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8064                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8065 }
8066
8067 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8068  * then return this fixed value in *val.
8069  */
8070 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8071         unsigned dim, isl_int *val)
8072 {
8073         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8074 }
8075
8076 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8077         unsigned dim, isl_int *val)
8078 {
8079         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8080 }
8081
8082 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8083  * then return this fixed value in *val.
8084  */
8085 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8086         unsigned in, isl_int *val)
8087 {
8088         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8089 }
8090
8091 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8092  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8093  */
8094 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8095         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8096 {
8097         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8098         isl_int *c;
8099         unsigned total;
8100         unsigned nparam;
8101
8102         if (!bset)
8103                 return -1;
8104         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8105         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8106         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8107                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8108                         continue;
8109                 if (i_eq != -1)
8110                         return 0;
8111                 i_eq = i;
8112         }
8113         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8114                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8115                         continue;
8116                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8117                         return 0;
8118                 i_ineq = i;
8119         }
8120         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8121                 return 0;
8122         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8123         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8124         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8125                 return 0;
8126         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8127                 return 0;
8128         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8129                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8130                 return 0;
8131         if (val)
8132                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8133         return 1;
8134 }
8135
8136 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8137         unsigned dim, isl_int *val)
8138 {
8139         int i;
8140         isl_int v;
8141         isl_int tmp;
8142         int fixed;
8143
8144         if (!set)
8145                 return -1;
8146         if (set->n == 0)
8147                 return 0;
8148         if (set->n == 1)
8149                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8150                                                                 dim, val);
8151         isl_int_init(v);
8152         isl_int_init(tmp);
8153         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8154                                                                 dim, &v);
8155         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8156                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8157                                                                 dim, &tmp);
8158                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8159                         fixed = 0;
8160         }
8161         if (val)
8162                 isl_int_set(*val, v);
8163         isl_int_clear(tmp);
8164         isl_int_clear(v);
8165         return fixed;
8166 }
8167
8168 struct constraint {
8169         unsigned        size;
8170         isl_int         *c;
8171 };
8172
8173 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8174  * variables sorting first.
8175  */
8176 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8177 {
8178         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8179         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8180         int l1, l2;
8181         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8182
8183         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8184         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8185
8186         if (l1 != l2)
8187                 return l1 - l2;
8188
8189         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8190 }
8191
8192 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8193         struct isl_basic_map *bmap)
8194 {
8195         int i;
8196         struct constraint *c;
8197         unsigned total;
8198
8199         if (!bmap)
8200                 return NULL;
8201         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8202         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8203         if (!c)
8204                 goto error;
8205         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8206                 c[i].size = total;
8207                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8208         }
8209         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8210         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8211                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8212         free(c);
8213         return bmap;
8214 error:
8215         isl_basic_map_free(bmap);
8216         return NULL;
8217 }
8218
8219 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8220         __isl_take isl_basic_set *bset)
8221 {
8222         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8223                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8224 }
8225
8226 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8227 {
8228         if (!bmap)
8229                 return NULL;
8230         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8231                 return bmap;
8232         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8233         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8234         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8235         return bmap;
8236 }
8237
8238 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8239 {
8240         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8241                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8242 }
8243
8244 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8245         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8246 {
8247         int i, cmp;
8248         unsigned total;
8249
8250         if (bmap1 == bmap2)
8251                 return 0;
8252         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8253             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8254                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8255         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8256                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8257         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8258                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8259         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8260                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8261         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8262             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8263                 return 0;
8264         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8265                 return 1;
8266         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8267                 return -1;
8268         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8269                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8270         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8271                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8272         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8273                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8274         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8275         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8276                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8277                 if (cmp)
8278                         return cmp;
8279         }
8280         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8281                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8282                 if (cmp)
8283                         return cmp;
8284         }
8285         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8286                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8287                 if (cmp)
8288                         return cmp;
8289         }
8290         return 0;
8291 }
8292
8293 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8294         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8295 {
8296         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8297 }
8298
8299 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8300 {
8301         int i, cmp;
8302
8303         if (set1 == set2)
8304                 return 0;
8305         if (set1->n != set2->n)
8306                 return set1->n - set2->n;
8307
8308         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8309                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8310                 if (cmp)
8311                         return cmp;
8312         }
8313
8314         return 0;
8315 }
8316
8317 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8318         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8319 {
8320         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8321 }
8322
8323 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8324         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8325 {
8326         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8327                                             (isl_basic_map *)bset2);
8328 }
8329
8330 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8331 {
8332         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8333         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8334
8335         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8336 }
8337
8338 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8339  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8340  * meaning of any possible other copies of map.
8341  */
8342 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8343 {
8344         int i, j;
8345         struct isl_basic_map *bmap;
8346
8347         if (!map)
8348                 return NULL;
8349         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8350                 return map;
8351         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8352                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8353                 if (!bmap)
8354                         goto error;
8355                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8356                 map->p[i] = bmap;
8357         }
8358         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8359         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8360         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8361         if (!map)
8362                 return NULL;
8363         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8364                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8365                         continue;
8366                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8367                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8368                         map->p[j-1] = map->p[j];
8369                 map->n--;
8370         }
8371         return map;
8372 error:
8373         isl_map_free(map);
8374         return NULL;
8375
8376 }
8377
8378 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8379 {
8380         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8381 }
8382
8383 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8384 {
8385         int i;
8386         int equal;
8387
8388         if (!map1 || !map2)
8389                 return -1;
8390
8391         if (map1 == map2)
8392                 return 1;
8393         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8394                 return 0;
8395
8396         map1 = isl_map_copy(map1);
8397         map2 = isl_map_copy(map2);
8398         map1 = isl_map_normalize(map1);
8399         map2 = isl_map_normalize(map2);
8400         if (!map1 || !map2)
8401                 goto error;
8402         equal = map1->n == map2->n;
8403         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8404                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8405                 if (equal < 0)
8406                         goto error;
8407         }
8408         isl_map_free(map1);
8409         isl_map_free(map2);
8410         return equal;
8411 error:
8412         isl_map_free(map1);
8413         isl_map_free(map2);
8414         return -1;
8415 }
8416
8417 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8418 {
8419         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8420 }
8421
8422 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8423 {
8424         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8425                                                 (struct isl_map *)set2);
8426 }
8427
8428 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8429 {
8430         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8431 }
8432
8433 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8434  */
8435 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8436         isl_int min, isl_int max)
8437 {
8438         int k;
8439         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8440
8441         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8442         if (!bset)
8443                 goto error;
8444
8445         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8446         if (k < 0)
8447                 goto error;
8448         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8449         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8450
8451         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8452         if (k < 0)
8453                 goto error;
8454         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8455         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8456
8457         return bset;
8458 error:
8459         isl_basic_set_free(bset);
8460         return NULL;
8461 }
8462
8463 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8464  */
8465 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8466         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8467 {
8468         int i;
8469         unsigned dim;
8470         unsigned nparam;
8471         unsigned extra;
8472         unsigned n_eq;
8473         unsigned n_ineq;
8474         struct isl_basic_set *product = NULL;
8475
8476         if (!list)
8477                 goto error;
8478         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8479         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8480         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8481         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8482         extra = list->p[0]->n_div;
8483         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8484         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8485         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8486                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8487                 isl_assert(list->ctx,
8488                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8489                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8490                 extra += list->p[i]->n_div;
8491                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8492                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8493         }
8494         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8495                                         n_eq, n_ineq);
8496         if (!product)
8497                 goto error;
8498         dim = 0;
8499         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8500                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8501                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8502                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8503         }
8504         isl_basic_set_list_free(list);
8505         return product;
8506 error:
8507         isl_basic_set_free(product);
8508         isl_basic_set_list_free(list);
8509         return NULL;
8510 }
8511
8512 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8513                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8514 {
8515         isl_space *dim_result = NULL;
8516         struct isl_basic_map *bmap;
8517         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8518         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8519
8520         if (!bmap1 || !bmap2)
8521                 goto error;
8522
8523         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8524                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8525         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8526                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8527
8528         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8529         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8530         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8531         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8532         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8533
8534         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8535         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8536         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8537         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8538         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8539         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8540         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8541         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8542         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8543         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8544         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8545
8546         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8547                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8548                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8549                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8550         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8551         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8552         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8553         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8554 error:
8555         isl_basic_map_free(bmap1);
8556         isl_basic_map_free(bmap2);
8557         return NULL;
8558 }
8559
8560 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8561         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8562 {
8563         isl_basic_map *prod;
8564
8565         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8566         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8567         return prod;
8568 }
8569
8570 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8571         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8572 {
8573         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8574 }
8575
8576 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8577         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8578 {
8579         isl_space *space_result = NULL;
8580         isl_basic_map *bmap;
8581         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8582         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8583
8584         if (!bmap1 || !bmap2)
8585                 goto error;
8586
8587         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8588                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8589
8590         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8591         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8592         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8593         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8594
8595         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8596         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8597         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8598         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8599         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8600         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8601         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8602         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8603         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8604         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8605         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8606
8607         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8608                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8609                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8610                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8611         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8612         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8613         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8614         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8615 error:
8616         isl_basic_map_free(bmap1);
8617         isl_basic_map_free(bmap2);
8618         return NULL;
8619 }
8620
8621 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8622         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8623 {
8624         isl_space *dim_result = NULL;
8625         isl_basic_map *bmap;
8626         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8627         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8628
8629         if (!bmap1 || !bmap2)
8630                 goto error;
8631
8632         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8633                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8634                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8635                         "parameters don't match", goto error);
8636
8637         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8638                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8639
8640         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8641         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8642         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8643         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8644
8645         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8646         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8647         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8648         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8649         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8650         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8651         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8652         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8653         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8654         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8655         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8656
8657         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8658                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8659                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8660                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8661         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8662         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8663         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8664         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8665 error:
8666         isl_basic_map_free(bmap1);
8667         isl_basic_map_free(bmap2);
8668         return NULL;
8669 }
8670
8671 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8672         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8673 {
8674         isl_basic_map *prod;
8675
8676         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8677         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8678         return prod;
8679 }
8680
8681 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8682         __isl_take isl_map *map2,
8683         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8684                                            __isl_take isl_space *right),
8685         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8686                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8687 {
8688         unsigned flags = 0;
8689         struct isl_map *result;
8690         int i, j;
8691
8692         if (!map1 || !map2)
8693                 goto error;
8694
8695         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8696                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8697
8698         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8699             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8700                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8701
8702         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8703                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8704                                 map1->n * map2->n, flags);
8705         if (!result)
8706                 goto error;
8707         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8708                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8709                         struct isl_basic_map *part;
8710                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8711                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8712                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8713                                 isl_basic_map_free(part);
8714                         else
8715                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8716                         if (!result)
8717                                 goto error;
8718                 }
8719         isl_map_free(map1);
8720         isl_map_free(map2);
8721         return result;
8722 error:
8723         isl_map_free(map1);
8724         isl_map_free(map2);
8725         return NULL;
8726 }
8727
8728 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8729  */
8730 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8731         __isl_take isl_map *map2)
8732 {
8733         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8734 }
8735
8736 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8737         __isl_take isl_map *map2)
8738 {
8739         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8740 }
8741
8742 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8743  */
8744 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8745         __isl_take isl_map *map2)
8746 {
8747         isl_map *prod;
8748
8749         prod = isl_map_product(map1, map2);
8750         prod = isl_map_flatten(prod);
8751         return prod;
8752 }
8753
8754 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8755  */
8756 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8757 {
8758         return isl_map_range_product(set1, set2);
8759 }
8760
8761 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8762         __isl_take isl_set *set2)
8763 {
8764         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8765 }
8766
8767 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8768  */
8769 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8770         __isl_take isl_map *map2)
8771 {
8772         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8773                                 &isl_basic_map_domain_product);
8774 }
8775
8776 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8777  */
8778 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8779         __isl_take isl_map *map2)
8780 {
8781         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8782                                 &isl_basic_map_range_product);
8783 }
8784
8785 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8786         __isl_take isl_map *map2)
8787 {
8788         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8789                                                 &map_domain_product_aligned);
8790 }
8791
8792 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8793         __isl_take isl_map *map2)
8794 {
8795         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8796                                                 &map_range_product_aligned);
8797 }
8798
8799 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8800  */
8801 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8802         __isl_take isl_map *map2)
8803 {
8804         isl_map *prod;
8805
8806         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8807         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8808         return prod;
8809 }
8810
8811 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8812  */
8813 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8814         __isl_take isl_map *map2)
8815 {
8816         isl_map *prod;
8817
8818         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8819         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8820         return prod;
8821 }
8822
8823 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8824 {
8825         int i;
8826         uint32_t hash = isl_hash_init();
8827         unsigned total;
8828
8829         if (!bmap)
8830                 return 0;
8831         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8832         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8833         if (!bmap)
8834                 return 0;
8835         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8836         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8837         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8838                 uint32_t c_hash;
8839                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8840                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8841         }
8842         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8843         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8844                 uint32_t c_hash;
8845                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8846                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8847         }
8848         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8849         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8850                 uint32_t c_hash;
8851                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8852                         continue;
8853                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8854                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8855                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8856         }
8857         isl_basic_map_free(bmap);
8858         return hash;
8859 }
8860
8861 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8862 {
8863         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8864 }
8865
8866 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8867 {
8868         int i;
8869         uint32_t hash;
8870
8871         if (!map)
8872                 return 0;
8873         map = isl_map_copy(map);
8874         map = isl_map_normalize(map);
8875         if (!map)
8876                 return 0;
8877
8878         hash = isl_hash_init();
8879         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8880                 uint32_t bmap_hash;
8881                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8882                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8883         }
8884                 
8885         isl_map_free(map);
8886
8887         return hash;
8888 }
8889
8890 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8891 {
8892         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8893 }
8894
8895 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8896  * by the values of the other parameters and variables.
8897  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8898  */
8899 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8900 {
8901         int i;
8902         unsigned nparam;
8903
8904         if (!bset)
8905                 return -1;
8906         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8907         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8908                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8909                         return 1;
8910         return 0;
8911 }
8912
8913 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8914  * by the values of the other parameters and variables.
8915  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8916  * for each of the subsets.
8917  */
8918 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8919 {
8920         int i;
8921
8922         if (!set)
8923                 return -1;
8924         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8925                 int unique;
8926                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8927                 if (unique != 1)
8928                         return unique;
8929         }
8930         return 1;
8931 }
8932
8933 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8934 {
8935         return set ? set->n : 0;
8936 }
8937
8938 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8939         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8940 {
8941         int i;
8942
8943         if (!map)
8944                 return -1;
8945
8946         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8947                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8948                         return -1;
8949
8950         return 0;
8951 }
8952
8953 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8954         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8955 {
8956         int i;
8957
8958         if (!set)
8959                 return -1;
8960
8961         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8962                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8963                         return -1;
8964
8965         return 0;
8966 }
8967
8968 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8969 {
8970         isl_space *dim;
8971
8972         if (!bset)
8973                 return NULL;
8974
8975         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8976         if (!bset)
8977                 return NULL;
8978
8979         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8980         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8981         if (!dim)
8982                 goto error;
8983         isl_space_free(bset->dim);
8984         bset->dim = dim;
8985         bset->extra -= bset->n_div;
8986         bset->n_div = 0;
8987
8988         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8989
8990         return bset;
8991 error:
8992         isl_basic_set_free(bset);
8993         return NULL;
8994 }
8995
8996 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8997 {
8998         int i;
8999         isl_space *dim;
9000         unsigned n_div;
9001
9002         set = isl_set_align_divs(set);
9003
9004         if (!set)
9005                 return NULL;
9006
9007         set = isl_set_cow(set);
9008         if (!set)
9009                 return NULL;
9010
9011         n_div = set->p[0]->n_div;
9012         dim = isl_set_get_space(set);
9013         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9014         if (!dim)
9015                 goto error;
9016         isl_space_free(set->dim);
9017         set->dim = dim;
9018
9019         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9020                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9021                 if (!set->p[i])
9022                         goto error;
9023         }
9024
9025         return set;
9026 error:
9027         isl_set_free(set);
9028         return NULL;
9029 }
9030
9031 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9032 {
9033         isl_space *dim;
9034         struct isl_basic_map *bmap;
9035         unsigned n_set;
9036         unsigned n_div;
9037         unsigned n_param;
9038         unsigned total;
9039         int i, k, l;
9040
9041         set = isl_set_align_divs(set);
9042
9043         if (!set)
9044                 return NULL;
9045
9046         dim = isl_set_get_space(set);
9047         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9048                 isl_set_free(set);
9049                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9050         }
9051
9052         n_div = set->p[0]->n_div;
9053         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9054         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9055         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9056         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9057         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9058         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9059                 bmap = var_equal(bmap, i);
9060
9061         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9062         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9063                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9064                 if (k < 0)
9065                         goto error;
9066                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9067                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9068                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9069                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9070                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9071                             set->p[0]->div[i][0]);
9072
9073                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9074                 if (l < 0)
9075                         goto error;
9076                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9077                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9078                             set->p[0]->div[i][0]);
9079                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9080         }
9081
9082         isl_set_free(set);
9083         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9084         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9085         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9086 error:
9087         isl_set_free(set);
9088         isl_basic_map_free(bmap);
9089         return NULL;
9090 }
9091
9092 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9093 {
9094         unsigned dim;
9095         int size = 0;
9096
9097         if (!bset)
9098                 return -1;
9099
9100         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9101         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9102         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9103         size += bset->n_div * (2 + dim);
9104
9105         return size;
9106 }
9107
9108 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9109 {
9110         int i;
9111         int size = 0;
9112
9113         if (!set)
9114                 return -1;
9115
9116         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9117                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9118
9119         return size;
9120 }
9121
9122 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9123  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9124  */
9125 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9126         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9127 {
9128         int i;
9129
9130         if (!bmap)
9131                 return -1;
9132
9133         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9134
9135         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9136
9137         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9138                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9139                         continue;
9140                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9141                         return 1;
9142         }
9143
9144         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9145                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9146                         return 1;
9147
9148         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9149                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9150                 if (sgn > 0)
9151                         lower = 1;
9152                 if (sgn < 0)
9153                         upper = 1;
9154         }
9155
9156         return lower && upper;
9157 }
9158
9159 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9160         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9161 {
9162         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9163 }
9164
9165 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9166         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9167 {
9168         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9169 }
9170
9171 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9172         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9173 {
9174         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9175 }
9176
9177 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9178         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9179 {
9180         int i;
9181
9182         if (!map)
9183                 return -1;
9184
9185         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9186                 int bounded;
9187                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9188                 if (bounded < 0 || !bounded)
9189                         return bounded;
9190         }
9191
9192         return 1;
9193 }
9194
9195 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9196  * and a lower bound.
9197  */
9198 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9199         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9200 {
9201         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9202 }
9203
9204 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9205  */
9206 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9207         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9208         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9209                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9210 {
9211         int i;
9212
9213         if (!map)
9214                 return -1;
9215
9216         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9217                 int bounded;
9218                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9219                 if (bounded < 0 || bounded)
9220                         return bounded;
9221         }
9222
9223         return 0;
9224 }
9225
9226 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9227  */
9228 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9229         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9230 {
9231         return has_any_bound(set, type, pos,
9232                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9233 }
9234
9235 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9236  */
9237 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9238         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9239 {
9240         return has_any_bound(set, type, pos,
9241                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9242 }
9243
9244 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9245  */
9246 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9247         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9248         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9249                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9250 {
9251         int i;
9252
9253         if (!map)
9254                 return -1;
9255
9256         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9257                 int bounded;
9258                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9259                 if (bounded < 0 || !bounded)
9260                         return bounded;
9261         }
9262
9263         return 1;
9264 }
9265
9266 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9267  */
9268 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9269         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9270 {
9271         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9272 }
9273
9274 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9275  */
9276 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9277         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9278 {
9279         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9280 }
9281
9282 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9283  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9284  * elements of the array "signs".
9285  * Sign
9286  *      1 means that the variable is non-negative
9287  *      -1 means that the variable is non-positive
9288  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9289  */
9290 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9291         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9292 {
9293         isl_vec *bound = NULL;
9294         struct isl_tab *tab = NULL;
9295         struct isl_tab_undo *snap;
9296         int i;
9297
9298         if (!bset || !signs)
9299                 return -1;
9300
9301         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9302         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9303         if (!bound || !tab)
9304                 goto error;
9305
9306         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9307         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9308
9309         snap = isl_tab_snap(tab);
9310         for (i = 0; i < n; ++i) {
9311                 int empty;
9312
9313                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9314                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9315                         goto error;
9316                 empty = tab->empty;
9317                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9318                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9319                         goto error;
9320
9321                 if (empty) {
9322                         signs[i] = 1;
9323                         continue;
9324                 }
9325
9326                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9327                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9328                         goto error;
9329                 empty = tab->empty;
9330                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9331                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9332                         goto error;
9333
9334                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9335         }
9336
9337         isl_tab_free(tab);
9338         isl_vec_free(bound);
9339         return 0;
9340 error:
9341         isl_tab_free(tab);
9342         isl_vec_free(bound);
9343         return -1;
9344 }
9345
9346 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9347         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9348 {
9349         if (!bset || !signs)
9350                 return -1;
9351         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9352                 return -1);
9353
9354         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9355         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9356 }
9357
9358 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9359  * In particular, for each output dimension, check that there is
9360  * an equality that defines the output dimension in terms of
9361  * earlier dimensions.
9362  */
9363 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9364 {
9365         int i, j;
9366         unsigned total;
9367         unsigned n_out;
9368         unsigned o_out;
9369
9370         if (!bmap)
9371                 return -1;
9372
9373         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9374         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9375         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9376
9377         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9378                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9379                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9380                                 continue;
9381                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9382                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9383                                 break;
9384                 }
9385                 if (j >= bmap->n_eq)
9386                         return 0;
9387         }
9388
9389         return 1;
9390 }
9391
9392 /* Check if the given basic map is single-valued.
9393  * We simply compute
9394  *
9395  *      M \circ M^-1
9396  *
9397  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9398  */
9399 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9400 {
9401         isl_space *space;
9402         isl_basic_map *test;
9403         isl_basic_map *id;
9404         int sv;
9405
9406         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9407         if (sv < 0 || sv)
9408                 return sv;
9409
9410         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9411         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9412
9413         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9414         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9415         id = isl_basic_map_identity(space);
9416
9417         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9418
9419         isl_basic_map_free(test);
9420         isl_basic_map_free(id);
9421
9422         return sv;
9423 }
9424
9425 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9426  */
9427 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9428 {
9429         if (!map)
9430                 return -1;
9431         if (map->n == 0)
9432                 return 1;
9433         if (map->n >= 2)
9434                 return 0;
9435
9436         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9437 }
9438
9439 /* Check if the given map is single-valued.
9440  * We simply compute
9441  *
9442  *      M \circ M^-1
9443  *
9444  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9445  */
9446 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9447 {
9448         isl_space *dim;
9449         isl_map *test;
9450         isl_map *id;
9451         int sv;
9452
9453         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9454         if (sv < 0 || sv)
9455                 return sv;
9456
9457         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9458         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9459
9460         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9461         id = isl_map_identity(dim);
9462
9463         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9464
9465         isl_map_free(test);
9466         isl_map_free(id);
9467
9468         return sv;
9469 }
9470
9471 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9472 {
9473         int in;
9474
9475         map = isl_map_copy(map);
9476         map = isl_map_reverse(map);
9477         in = isl_map_is_single_valued(map);
9478         isl_map_free(map);
9479
9480         return in;
9481 }
9482
9483 /* Check if the given map is obviously injective.
9484  */
9485 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9486 {
9487         int in;
9488
9489         map = isl_map_copy(map);
9490         map = isl_map_reverse(map);
9491         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9492         isl_map_free(map);
9493
9494         return in;
9495 }
9496
9497 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9498 {
9499         int sv;
9500
9501         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9502         if (sv < 0 || !sv)
9503                 return sv;
9504
9505         return isl_map_is_injective(map);
9506 }
9507
9508 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9509 {
9510         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9511 }
9512
9513 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9514 {
9515         int ok;
9516         isl_set *delta;
9517
9518         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9519         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9520         isl_set_free(delta);
9521
9522         return ok;
9523 }
9524
9525 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9526 {
9527         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9528                 return 0;
9529         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9530                 return 0;
9531         return 1;
9532 }
9533
9534 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9535 {
9536         int i, j;
9537         unsigned nvar;
9538         unsigned ovar;
9539
9540         if (!bset)
9541                 return -1;
9542
9543         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9544                 return 0;
9545
9546         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9547         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9548         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9549                 int lower = 0, upper = 0;
9550                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9551                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9552                                 continue;
9553                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9554                                 return 0;
9555                         break;
9556                 }
9557                 if (i < bset->n_eq)
9558                         continue;
9559                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9560                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9561                                 continue;
9562                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9563                                 return 0;
9564                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9565                                 lower = 1;
9566                         else
9567                                 upper = 1;
9568                 }
9569                 if (!lower || !upper)
9570                         return 0;
9571         }
9572
9573         return 1;
9574 }
9575
9576 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9577 {
9578         if (!set)
9579                 return -1;
9580         if (set->n != 1)
9581                 return 0;
9582
9583         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9584 }
9585
9586 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9587 {
9588         if (!bset)
9589                 return -1;
9590         
9591         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9592 }
9593
9594 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9595 {
9596         if (!set)
9597                 return -1;
9598         
9599         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9600 }
9601
9602 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9603 {
9604         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9605         if (!bmap)
9606                 return NULL;
9607
9608         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9609         if (!bmap->dim)
9610                 goto error;
9611
9612         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9613
9614         return (isl_basic_set *)bmap;
9615 error:
9616         isl_basic_map_free(bmap);
9617         return NULL;
9618 }
9619
9620 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9621 {
9622         int i;
9623
9624         map = isl_map_cow(map);
9625         if (!map)
9626                 return NULL;
9627
9628         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9629                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9630                 if (!map->p[i])
9631                         goto error;
9632         }
9633         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9634         if (!map->dim)
9635                 goto error;
9636
9637         return (isl_set *)map;
9638 error:
9639         isl_map_free(map);
9640         return NULL;
9641 }
9642
9643 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9644 {
9645         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9646         if (!bset)
9647                 return NULL;
9648
9649         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9650         if (!bset->dim)
9651                 goto error;
9652
9653         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9654
9655         return (isl_basic_map *)bset;
9656 error:
9657         isl_basic_set_free(bset);
9658         return NULL;
9659 }
9660
9661 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9662 {
9663         int i;
9664
9665         if (!set)
9666                 return NULL;
9667
9668         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9669                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9670                         goto error);
9671
9672         set = isl_set_cow(set);
9673         if (!set)
9674                 return NULL;
9675
9676         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9677                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9678                 if (!set->p[i])
9679                         goto error;
9680         }
9681
9682         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9683         if (!set->dim)
9684                 goto error;
9685
9686         return (isl_map *)set;
9687 error:
9688         isl_set_free(set);
9689         return NULL;
9690 }
9691
9692 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9693         enum isl_dim_type type)
9694 {
9695         if (!bmap)
9696                 return NULL;
9697
9698         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9699                 return bmap;
9700
9701         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9702         if (!bmap)
9703                 return NULL;
9704
9705         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9706         if (!bmap->dim)
9707                 goto error;
9708
9709         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9710
9711         return bmap;
9712 error:
9713         isl_basic_map_free(bmap);
9714         return NULL;
9715 }
9716
9717 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9718         enum isl_dim_type type)
9719 {
9720         int i;
9721
9722         if (!map)
9723                 return NULL;
9724
9725         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9726                 return map;
9727
9728         map = isl_map_cow(map);
9729         if (!map)
9730                 return NULL;
9731
9732         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9733                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9734                 if (!map->p[i])
9735                         goto error;
9736         }
9737         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9738         if (!map->dim)
9739                 goto error;
9740
9741         return map;
9742 error:
9743         isl_map_free(map);
9744         return NULL;
9745 }
9746
9747 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9748 {
9749         if (!bmap)
9750                 return NULL;
9751
9752         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9753                 return bmap;
9754
9755         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9756         if (!bmap)
9757                 return NULL;
9758
9759         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9760         if (!bmap->dim)
9761                 goto error;
9762
9763         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9764
9765         return bmap;
9766 error:
9767         isl_basic_map_free(bmap);
9768         return NULL;
9769 }
9770
9771 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9772 {
9773         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9774 }
9775
9776 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9777         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9778 {
9779         if (!bmap)
9780                 return NULL;
9781
9782         if (!bmap->dim->nested[0])
9783                 return bmap;
9784
9785         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9786         if (!bmap)
9787                 return NULL;
9788
9789         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9790         if (!bmap->dim)
9791                 goto error;
9792
9793         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9794
9795         return bmap;
9796 error:
9797         isl_basic_map_free(bmap);
9798         return NULL;
9799 }
9800
9801 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9802         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9803 {
9804         if (!bmap)
9805                 return NULL;
9806
9807         if (!bmap->dim->nested[1])
9808                 return bmap;
9809
9810         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9811         if (!bmap)
9812                 return NULL;
9813
9814         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9815         if (!bmap->dim)
9816                 goto error;
9817
9818         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9819
9820         return bmap;
9821 error:
9822         isl_basic_map_free(bmap);
9823         return NULL;
9824 }
9825
9826 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9827 {
9828         int i;
9829
9830         if (!map)
9831                 return NULL;
9832
9833         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9834                 return map;
9835
9836         map = isl_map_cow(map);
9837         if (!map)
9838                 return NULL;
9839
9840         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9841                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9842                 if (!map->p[i])
9843                         goto error;
9844         }
9845         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9846         if (!map->dim)
9847                 goto error;
9848
9849         return map;
9850 error:
9851         isl_map_free(map);
9852         return NULL;
9853 }
9854
9855 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9856 {
9857         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9858 }
9859
9860 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9861 {
9862         isl_space *dim, *flat_dim;
9863         isl_map *map;
9864
9865         dim = isl_set_get_space(set);
9866         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9867         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9868         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9869
9870         return map;
9871 }
9872
9873 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9874 {
9875         int i;
9876
9877         if (!map)
9878                 return NULL;
9879
9880         if (!map->dim->nested[0])
9881                 return map;
9882
9883         map = isl_map_cow(map);
9884         if (!map)
9885                 return NULL;
9886
9887         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9888                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9889                 if (!map->p[i])
9890                         goto error;
9891         }
9892         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9893         if (!map->dim)
9894                 goto error;
9895
9896         return map;
9897 error:
9898         isl_map_free(map);
9899         return NULL;
9900 }
9901
9902 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9903 {
9904         int i;
9905
9906         if (!map)
9907                 return NULL;
9908
9909         if (!map->dim->nested[1])
9910                 return map;
9911
9912         map = isl_map_cow(map);
9913         if (!map)
9914                 return NULL;
9915
9916         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9917                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9918                 if (!map->p[i])
9919                         goto error;
9920         }
9921         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9922         if (!map->dim)
9923                 goto error;
9924
9925         return map;
9926 error:
9927         isl_map_free(map);
9928         return NULL;
9929 }
9930
9931 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9932  * and set the dimension specification to "dim".
9933  */
9934 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9935         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9936 {
9937         isl_basic_map *res;
9938         unsigned flags;
9939
9940         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9941         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9942                 goto error;
9943
9944         flags = bmap->flags;
9945         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9946         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9947         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9948         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9949                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9950         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9951         if (res)
9952                 res->flags = flags;
9953         res = isl_basic_map_finalize(res);
9954         return res;
9955 error:
9956         free(dim_map);
9957         isl_basic_map_free(bmap);
9958         isl_space_free(dim);
9959         return NULL;
9960 }
9961
9962 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9963  */
9964 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9965         __isl_take isl_reordering *r)
9966 {
9967         int i;
9968         struct isl_dim_map *dim_map;
9969
9970         map = isl_map_cow(map);
9971         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9972         if (!map || !r || !dim_map)
9973                 goto error;
9974
9975         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9976                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9977
9978                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9979
9980                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9981                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9982
9983                 if (!map->p[i])
9984                         goto error;
9985         }
9986
9987         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9988
9989         isl_reordering_free(r);
9990         free(dim_map);
9991         return map;
9992 error:
9993         free(dim_map);
9994         isl_map_free(map);
9995         isl_reordering_free(r);
9996         return NULL;
9997 }
9998
9999 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10000         __isl_take isl_reordering *r)
10001 {
10002         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10003 }
10004
10005 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10006         __isl_take isl_space *model)
10007 {
10008         isl_ctx *ctx;
10009
10010         if (!map || !model)
10011                 goto error;
10012
10013         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10014         if (!isl_space_has_named_params(model))
10015                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10016                         "model has unnamed parameters", goto error);
10017         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10018                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10019                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10020         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10021                 isl_reordering *exp;
10022
10023                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10024                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10025                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10026                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10027                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10028                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10029                 map = isl_map_realign(map, exp);
10030         }
10031
10032         isl_space_free(model);
10033         return map;
10034 error:
10035         isl_space_free(model);
10036         isl_map_free(map);
10037         return NULL;
10038 }
10039
10040 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10041         __isl_take isl_space *model)
10042 {
10043         return isl_map_align_params(set, model);
10044 }
10045
10046 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10047  * additional parameters if needed.
10048  */
10049 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10050         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10051 {
10052         isl_ctx *ctx;
10053
10054         if (!bmap || !model)
10055                 goto error;
10056
10057         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10058         if (!isl_space_has_named_params(model))
10059                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10060                         "model has unnamed parameters", goto error);
10061         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10062                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10063                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10064         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10065                 isl_reordering *exp;
10066                 struct isl_dim_map *dim_map;
10067
10068                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10069                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10070                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10071                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10072                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10073                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10074                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10075                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10076                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10077                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10078                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10079                 isl_reordering_free(exp);
10080                 free(dim_map);
10081         }
10082
10083         isl_space_free(model);
10084         return bmap;
10085 error:
10086         isl_space_free(model);
10087         isl_basic_map_free(bmap);
10088         return NULL;
10089 }
10090
10091 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10092  * additional parameters if needed.
10093  */
10094 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10095         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10096 {
10097         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10098 }
10099
10100 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10101                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10102                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10103                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10104 {
10105         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10106         struct isl_mat *mat;
10107         int i, j, k;
10108         int pos;
10109
10110         if (!bmap)
10111                 return NULL;
10112         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10113                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10114         if (!mat)
10115                 return NULL;
10116         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10117                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10118                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10119                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10120                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10121                                             bmap->eq[i][off + k]);
10122                                 ++pos;
10123                         }
10124                 }
10125
10126         return mat;
10127 }
10128
10129 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10130                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10131                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10132                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10133 {
10134         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10135         struct isl_mat *mat;
10136         int i, j, k;
10137         int pos;
10138
10139         if (!bmap)
10140                 return NULL;
10141         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10142                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10143         if (!mat)
10144                 return NULL;
10145         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10146                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10147                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10148                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10149                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10150                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10151                                 ++pos;
10152                         }
10153                 }
10154
10155         return mat;
10156 }
10157
10158 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10159         __isl_take isl_space *dim,
10160         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10161         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10162         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10163 {
10164         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10165         isl_basic_map *bmap;
10166         unsigned total;
10167         unsigned extra;
10168         int i, j, k, l;
10169         int pos;
10170
10171         if (!dim || !eq || !ineq)
10172                 goto error;
10173
10174         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10175                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10176                         "equalities and inequalities matrices should have "
10177                         "same number of columns", goto error);
10178
10179         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10180
10181         if (eq->n_col < total)
10182                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10183                         "number of columns too small", goto error);
10184
10185         extra = eq->n_col - total;
10186
10187         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10188                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10189         if (!bmap)
10190                 goto error;
10191         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10192                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10193                 if (k < 0)
10194                         goto error;
10195                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10196         }
10197         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10198                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10199                 if (l < 0)
10200                         goto error;
10201                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10202                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10203                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10204                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10205                                             eq->row[i][pos]);
10206                                 ++pos;
10207                         }
10208                 }
10209         }
10210         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10211                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10212                 if (l < 0)
10213                         goto error;
10214                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10215                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10216                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10217                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10218                                             ineq->row[i][pos]);
10219                                 ++pos;
10220                         }
10221                 }
10222         }
10223
10224         isl_space_free(dim);
10225         isl_mat_free(eq);
10226         isl_mat_free(ineq);
10227
10228         return bmap;
10229 error:
10230         isl_space_free(dim);
10231         isl_mat_free(eq);
10232         isl_mat_free(ineq);
10233         return NULL;
10234 }
10235
10236 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10237         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10238         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10239 {
10240         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10241                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10242 }
10243
10244 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10245         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10246         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10247 {
10248         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10249                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10250 }
10251
10252 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10253         __isl_take isl_space *dim,
10254         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10255         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10256 {
10257         return (isl_basic_set*)
10258             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10259                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10260 }
10261
10262 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10263 {
10264         if (!bmap)
10265                 return -1;
10266         
10267         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10268 }
10269
10270 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10271 {
10272         if (!map)
10273                 return -1;
10274         
10275         return isl_space_can_zip(map->dim);
10276 }
10277
10278 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10279  * (A -> C) -> (B -> D).
10280  */
10281 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10282 {
10283         unsigned pos;
10284         unsigned n1;
10285         unsigned n2;
10286
10287         if (!bmap)
10288                 return NULL;
10289
10290         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10291                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10292                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10293         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10294                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10295         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10296         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10297         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10298         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10299         if (!bmap)
10300                 return NULL;
10301         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10302         if (!bmap->dim)
10303                 goto error;
10304         return bmap;
10305 error:
10306         isl_basic_map_free(bmap);
10307         return NULL;
10308 }
10309
10310 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10311  * (A -> C) -> (B -> D).
10312  */
10313 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10314 {
10315         int i;
10316
10317         if (!map)
10318                 return NULL;
10319
10320         if (!isl_map_can_zip(map))
10321                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10322                         goto error);
10323
10324         map = isl_map_cow(map);
10325         if (!map)
10326                 return NULL;
10327
10328         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10329                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10330                 if (!map->p[i])
10331                         goto error;
10332         }
10333
10334         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10335         if (!map->dim)
10336                 goto error;
10337
10338         return map;
10339 error:
10340         isl_map_free(map);
10341         return NULL;
10342 }
10343
10344 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10345  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10346  */
10347 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10348 {
10349         if (!bmap)
10350                 return -1;
10351
10352         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10353 }
10354
10355 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10356  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10357  */
10358 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10359 {
10360         if (!map)
10361                 return -1;
10362
10363         return isl_space_can_curry(map->dim);
10364 }
10365
10366 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10367  * A -> (B -> C).
10368  */
10369 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10370 {
10371
10372         if (!bmap)
10373                 return NULL;
10374
10375         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10376                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10377                         "basic map cannot be curried", goto error);
10378         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10379         if (!bmap->dim)
10380                 goto error;
10381         return bmap;
10382 error:
10383         isl_basic_map_free(bmap);
10384         return NULL;
10385 }
10386
10387 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10388  * A -> (B -> C).
10389  */
10390 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10391 {
10392         int i;
10393
10394         if (!map)
10395                 return NULL;
10396
10397         if (!isl_map_can_curry(map))
10398                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10399                         goto error);
10400
10401         map = isl_map_cow(map);
10402         if (!map)
10403                 return NULL;
10404
10405         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10406                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10407                 if (!map->p[i])
10408                         goto error;
10409         }
10410
10411         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10412         if (!map->dim)
10413                 goto error;
10414
10415         return map;
10416 error:
10417         isl_map_free(map);
10418         return NULL;
10419 }
10420
10421 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10422  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10423  */
10424 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10425 {
10426         if (!bmap)
10427                 return -1;
10428
10429         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10430 }
10431
10432 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10433  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10434  */
10435 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10436 {
10437         if (!map)
10438                 return -1;
10439
10440         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10441 }
10442
10443 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10444  * (A -> B) -> C.
10445  */
10446 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10447 {
10448
10449         if (!bmap)
10450                 return NULL;
10451
10452         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10453                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10454                         "basic map cannot be uncurried",
10455                         return isl_basic_map_free(bmap));
10456         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10457         if (!bmap->dim)
10458                 return isl_basic_map_free(bmap);
10459         return bmap;
10460 }
10461
10462 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10463  * (A -> B) -> C.
10464  */
10465 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10466 {
10467         int i;
10468
10469         if (!map)
10470                 return NULL;
10471
10472         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10473                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10474                         return isl_map_free(map));
10475
10476         map = isl_map_cow(map);
10477         if (!map)
10478                 return NULL;
10479
10480         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10481                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10482                 if (!map->p[i])
10483                         return isl_map_free(map);
10484         }
10485
10486         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10487         if (!map->dim)
10488                 return isl_map_free(map);
10489
10490         return map;
10491 }
10492
10493 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10494  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10495  */
10496 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10497 {
10498         int k;
10499         int pos;
10500         isl_local_space *ls;
10501         isl_basic_map *bmap;
10502
10503         if (!aff)
10504                 return NULL;
10505
10506         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10507         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10508         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10509         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10510         if (k < 0)
10511                 goto error;
10512
10513         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10514         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10515         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10516         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10517                     aff->v->size - (pos + 1));
10518
10519         isl_aff_free(aff);
10520         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10521         return bmap;
10522 error:
10523         isl_aff_free(aff);
10524         isl_basic_map_free(bmap);
10525         return NULL;
10526 }
10527
10528 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10529  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10530  */
10531 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10532 {
10533         isl_basic_map *bmap;
10534
10535         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10536         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10537 }
10538
10539 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10540  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10541  * corresponding affine expression.
10542  */
10543 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10544         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10545 {
10546         int i;
10547         isl_space *space;
10548         isl_basic_map *bmap;
10549
10550         if (!maff)
10551                 return NULL;
10552
10553         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10554                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10555                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10556
10557         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10558         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10559
10560         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10561                 isl_aff *aff;
10562                 isl_basic_map *bmap_i;
10563
10564                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10565                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10566
10567                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10568         }
10569
10570         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10571
10572         isl_multi_aff_free(maff);
10573         return bmap;
10574 }
10575
10576 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10577  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10578  * corresponding affine expression.
10579  */
10580 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10581 {
10582         isl_basic_map *bmap;
10583
10584         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10585         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10586 }
10587
10588 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10589  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10590  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10591  * corresponding affine expression.
10592  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10593  * domain_dim.
10594  */
10595 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10596         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10597 {
10598         int i;
10599         isl_space *dim;
10600         isl_basic_map *bmap;
10601
10602         if (!list)
10603                 return NULL;
10604
10605         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10606         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10607
10608         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10609                 isl_aff *aff;
10610                 isl_basic_map *bmap_i;
10611
10612                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10613                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10614
10615                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10616         }
10617
10618         isl_aff_list_free(list);
10619         return bmap;
10620 }
10621
10622 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10623         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10624 {
10625         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10626 }
10627
10628 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10629  */
10630 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10631         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10632 {
10633         isl_basic_map *bmap = NULL;
10634         int i;
10635
10636         if (!space)
10637                 return NULL;
10638
10639         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10640                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10641                         "index out of bounds", goto error);
10642         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10643                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10644                         "index out of bounds", goto error);
10645
10646         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10647                 return isl_basic_map_universe(space);
10648
10649         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10650         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10651         if (i < 0)
10652                 goto error;
10653         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10654         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10655         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10656         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10657         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10658         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10659         isl_space_free(space);
10660         return bmap;
10661 error:
10662         isl_space_free(space);
10663         isl_basic_map_free(bmap);
10664         return NULL;
10665 }
10666
10667 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10668  */
10669 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10670         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10671 {
10672         isl_basic_map *eq;
10673
10674         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10675
10676         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10677
10678         return bmap;
10679 }
10680
10681 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10682  */
10683 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10684         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10685 {
10686         isl_basic_map *bmap;
10687
10688         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10689
10690         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10691
10692         return map;
10693 }
10694
10695 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10696  */
10697 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10698         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10699 {
10700         isl_basic_map *bmap = NULL;
10701         int i;
10702
10703         if (!map)
10704                 return NULL;
10705
10706         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10707                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10708                         "index out of bounds", goto error);
10709         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10710                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10711                         "index out of bounds", goto error);
10712
10713         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10714         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10715         if (i < 0)
10716                 goto error;
10717         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10718         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10719         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10720         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10721         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10722         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10723
10724         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10725
10726         return map;
10727 error:
10728         isl_basic_map_free(bmap);
10729         isl_map_free(map);
10730         return NULL;
10731 }
10732
10733 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10734  * greater than or equal to that of the second.
10735  */
10736 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10737         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10738 {
10739         isl_constraint *c;
10740         isl_local_space *ls;
10741
10742         if (!bmap)
10743                 return NULL;
10744
10745         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10746                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10747                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10748         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10749                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10750                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10751
10752         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10753                 return bmap;
10754
10755         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10756         c = isl_inequality_alloc(ls);
10757         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10758         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10759         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10760
10761         return bmap;
10762 }
10763
10764 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10765  * greater than that of the second.
10766  */
10767 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10768         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10769 {
10770         isl_basic_map *bmap = NULL;
10771         int i;
10772
10773         if (!map)
10774                 return NULL;
10775
10776         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10777                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10778                         "index out of bounds", goto error);
10779         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10780                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10781                         "index out of bounds", goto error);
10782
10783         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10784                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10785                 isl_map_free(map);
10786                 return isl_map_empty(space);
10787         }
10788
10789         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10790         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10791         if (i < 0)
10792                 goto error;
10793         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10794         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10795         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10796         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10797         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10798         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10799         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10800
10801         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10802
10803         return map;
10804 error:
10805         isl_basic_map_free(bmap);
10806         isl_map_free(map);
10807         return NULL;
10808 }
10809
10810 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10811  * smaller than that of the second.
10812  */
10813 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10814         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10815 {
10816         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10817 }
10818
10819 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10820         int pos)
10821 {
10822         isl_aff *div;
10823         isl_local_space *ls;
10824
10825         if (!bmap)
10826                 return NULL;
10827
10828         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10829                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10830                         "some divs are unknown", return NULL);
10831
10832         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10833         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10834         isl_local_space_free(ls);
10835
10836         return div;
10837 }
10838
10839 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10840         int pos)
10841 {
10842         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10843 }
10844
10845 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10846  *
10847  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10848  *
10849  *      f/d
10850  *
10851  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10852  *
10853  *      floor((a i + g)/m)
10854  *
10855  * is replaced by
10856  *
10857  *      floor((a f + d g)/(m d))
10858  *
10859  * Constraints of the form
10860  *
10861  *      a i + g
10862  *
10863  * are replaced by
10864  *
10865  *      a f + d g
10866  *
10867  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10868  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10869  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10870  */
10871 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10872         __isl_take isl_basic_set *bset,
10873         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10874 {
10875         int i;
10876         isl_int v;
10877         isl_ctx *ctx;
10878
10879         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10880                 return bset;
10881
10882         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10883         if (!bset || !subs)
10884                 goto error;
10885
10886         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10887         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10888                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10889                         "spaces don't match", goto error);
10890         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10891                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10892                         "cannot handle divs yet", goto error);
10893         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10894                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10895                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10896
10897         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10898
10899         isl_int_init(v);
10900
10901         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10902                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10903                         continue;
10904                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10905                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10906                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10907                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10908         }
10909
10910         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10911                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10912                         continue;
10913                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10914                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10915                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10916                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10917         }
10918
10919         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10920                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10921                         continue;
10922                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10923                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10924                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10925                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10926                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10927                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10928         }
10929
10930         isl_int_clear(v);
10931
10932         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10933         return isl_basic_set_finalize(bset);
10934 error:
10935         isl_basic_set_free(bset);
10936         return NULL;
10937 }
10938
10939 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10940  */
10941 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10942         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10943 {
10944         int i;
10945
10946         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10947                 return set;
10948
10949         set = isl_set_cow(set);
10950         if (!set || !subs)
10951                 goto error;
10952
10953         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10954                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10955                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10956                         goto error;
10957         }
10958
10959         return set;
10960 error:
10961         isl_set_free(set);
10962         return NULL;
10963 }
10964
10965 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
10966  * Return -1 if anything is wrong.
10967  */
10968 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
10969         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10970 {
10971         int m;
10972         isl_space *ma_space;
10973
10974         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
10975         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
10976         isl_space_free(ma_space);
10977         if (m >= 0 && !m)
10978                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10979                         "spaces don't match", return -1);
10980         return m;
10981 }
10982
10983 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
10984  * Return -1 if anything is wrong.
10985  */
10986 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
10987         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10988 {
10989         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
10990 }
10991
10992 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
10993  * of the other divs in "bset".
10994  */
10995 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10996         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
10997 {
10998         int i;
10999         isl_local_space *ls;
11000
11001         if (n_div == 0)
11002                 return 0;
11003
11004         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11005         if (!ls)
11006                 return -1;
11007
11008         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11009                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11010                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11011                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11012                         goto error;
11013         }
11014
11015         isl_local_space_free(ls);
11016         return 0;
11017 error:
11018         isl_local_space_free(ls);
11019         return -1;
11020 }
11021
11022 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11023  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11024  * different from one?
11025  */
11026 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11027 {
11028         int i;
11029         int strides = 0;
11030
11031         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11032                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11033                         strides++;
11034
11035         return strides;
11036 }
11037
11038 /* For each affine expression in ma of the form
11039  *
11040  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11041  *
11042  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11043  * of the form
11044  *
11045  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11046  *
11047  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11048  */
11049 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11050         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11051 {
11052         int i, k;
11053         int div;
11054         int total;
11055
11056         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11057         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11058                 int len;
11059
11060                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11061                         continue;
11062                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11063                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11064                 if (div < 0 || k < 0)
11065                         goto error;
11066                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11067                 len = ma->p[i]->v->size;
11068                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11069                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11070                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11071                 total++;
11072         }
11073
11074         return bset;
11075 error:
11076         isl_basic_set_free(bset);
11077         return NULL;
11078 }
11079
11080 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11081  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11082  * that lives in the domain space of "ma".
11083  *
11084  * If bset is represented by
11085  *
11086  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11087  *
11088  * and ma is represented by
11089  *
11090  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11091  *
11092  * then the result is
11093  *
11094  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11095  *
11096  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11097  * In particular
11098  *
11099  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11100  *
11101  * becomes
11102  *
11103  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11104  *
11105  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11106  *
11107  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11108  *
11109  * the additional constraints are added to ensure that we only
11110  * map back integer points.  That is we enforce
11111  *
11112  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11113  *
11114  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11115  *
11116  * We first copy over the divs from "ma".
11117  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11118  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11119  */
11120 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11121         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11122 {
11123         int i, k;
11124         isl_space *space;
11125         isl_basic_set *res = NULL;
11126         int n_div_bset, n_div_ma;
11127         isl_int f, c1, c2, g;
11128         int rational, strides;
11129
11130         isl_int_init(f);
11131         isl_int_init(c1);
11132         isl_int_init(c2);
11133         isl_int_init(g);
11134
11135         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11136         if (!bset || !ma)
11137                 goto error;
11138         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11139                 goto error;
11140
11141         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11142         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11143
11144         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11145         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11146         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11147         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11148                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11149         if (rational)
11150                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11151
11152         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11153                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11154                         goto error;
11155
11156         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11157                 goto error;
11158
11159         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11160                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11161                 if (k < 0)
11162                         goto error;
11163                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11164                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11165         }
11166
11167         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11168                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11169                 if (k < 0)
11170                         goto error;
11171                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11172                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11173         }
11174
11175         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11176                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11177                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11178                         continue;
11179                 }
11180                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11181                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11182         }
11183
11184         if (strides)
11185                 res = add_ma_strides(res, ma);
11186
11187         isl_int_clear(f);
11188         isl_int_clear(c1);
11189         isl_int_clear(c2);
11190         isl_int_clear(g);
11191         isl_basic_set_free(bset);
11192         isl_multi_aff_free(ma);
11193         res = isl_basic_set_simplify(res);
11194         return isl_basic_set_finalize(res);
11195 error:
11196         isl_int_clear(f);
11197         isl_int_clear(c1);
11198         isl_int_clear(c2);
11199         isl_int_clear(g);
11200         isl_basic_set_free(bset);
11201         isl_multi_aff_free(ma);
11202         isl_basic_set_free(res);
11203         return NULL;
11204 }
11205
11206 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11207  * Return -1 if anything is wrong.
11208  */
11209 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11210         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11211 {
11212         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11213 }
11214
11215 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11216  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11217  * that lives in the domain space of "ma".
11218  */
11219 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11220         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11221 {
11222         int i;
11223
11224         set = isl_set_cow(set);
11225         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11226         if (!set || !ma)
11227                 goto error;
11228         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11229                 goto error;
11230
11231         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11232                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11233                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11234                 if (!set->p[i])
11235                         goto error;
11236         }
11237
11238         isl_space_free(set->dim);
11239         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11240         if (!set->dim)
11241                 goto error;
11242
11243         isl_multi_aff_free(ma);
11244         if (set->n > 1)
11245                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11246         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11247         return set;
11248 error:
11249         isl_multi_aff_free(ma);
11250         isl_set_free(set);
11251         return NULL;
11252 }
11253
11254 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11255         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11256 {
11257         if (!set || !ma)
11258                 goto error;
11259
11260         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11261                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11262
11263         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11264             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11265                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11266                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11267         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11268         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11269
11270         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11271 error:
11272         isl_multi_aff_free(ma);
11273         return isl_set_free(set);
11274 }
11275
11276 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11277  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11278  * that lives in the domain space of "pma".
11279  */
11280 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11281         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11282 {
11283         int i;
11284         isl_set *res;
11285
11286         if (!pma)
11287                 goto error;
11288
11289         if (pma->n == 0) {
11290                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11291                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11292                 isl_set_free(set);
11293                 return res;
11294         }
11295
11296         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11297                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11298         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11299
11300         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11301                 isl_set *res_i;
11302
11303                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11304                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11305                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11306                 res = isl_set_union(res, res_i);
11307         }
11308
11309         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11310         isl_set_free(set);
11311         return res;
11312 error:
11313         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11314         isl_set_free(set);
11315         return NULL;
11316 }
11317
11318 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11319         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11320 {
11321         if (!set || !pma)
11322                 goto error;
11323
11324         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11325                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11326
11327         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11328             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11329                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11330                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11331         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11332         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11333
11334         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11335 error:
11336         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11337         return isl_set_free(set);
11338 }