isl_ast_codegen.c: create_node: avoid invalid access on error
[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;
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                                 part = isl_basic_map_free(part);
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         return NULL;
2919 }
2920
2921 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2922         __isl_take isl_map *map2)
2923 {
2924         if (!map1 || !map2)
2925                 goto error;
2926         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2927                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2928                         "spaces don't match", goto error);
2929         return map_intersect_internal(map1, map2);
2930 error:
2931         isl_map_free(map1);
2932         isl_map_free(map2);
2933         return NULL;
2934 }
2935
2936 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2937         __isl_take isl_map *map2)
2938 {
2939         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2940 }
2941
2942 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2943 {
2944         return (struct isl_set *)
2945                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2946                                   (struct isl_map *)set2);
2947 }
2948
2949 /* map_intersect_internal accepts intersections
2950  * with parameter domains, so we can just call that function.
2951  */
2952 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2953                 __isl_take isl_set *params)
2954 {
2955         return map_intersect_internal(map, params);
2956 }
2957
2958 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2959         __isl_take isl_map *map2)
2960 {
2961         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2962 }
2963
2964 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2965                 __isl_take isl_set *params)
2966 {
2967         return isl_map_intersect_params(set, params);
2968 }
2969
2970 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2971 {
2972         isl_space *dim;
2973         struct isl_basic_set *bset;
2974         unsigned in;
2975
2976         if (!bmap)
2977                 return NULL;
2978         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2979         if (!bmap)
2980                 return NULL;
2981         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2982         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2983         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2984         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2985         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2986 }
2987
2988 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2989         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2990 {
2991         isl_space *space;
2992
2993         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2994                 return bmap;
2995
2996         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2997         space = isl_space_reset(space, type);
2998         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2999         return bmap;
3000 }
3001
3002 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3003         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3004         unsigned pos, unsigned n)
3005 {
3006         isl_space *res_dim;
3007         struct isl_basic_map *res;
3008         struct isl_dim_map *dim_map;
3009         unsigned total, off;
3010         enum isl_dim_type t;
3011
3012         if (n == 0)
3013                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3014
3015         if (!bmap)
3016                 return NULL;
3017
3018         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3019
3020         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3021         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3022         off = 0;
3023         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3024                 if (t != type) {
3025                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3026                 } else {
3027                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3028                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3029                                                 0, pos, off);
3030                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3031                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3032                 }
3033                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3034         }
3035         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3036
3037         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3038                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3039         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3040                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3041         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3042                 isl_basic_map_free(bmap);
3043                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3044         }
3045         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3046         return isl_basic_map_finalize(res);
3047 }
3048
3049 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3050         __isl_take isl_basic_set *bset,
3051         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3052 {
3053         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3054 }
3055
3056 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3057                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3058 {
3059         if (!bmap)
3060                 return NULL;
3061         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3062                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3063 }
3064
3065 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3066                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3067 {
3068         if (!bset)
3069                 return NULL;
3070         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3071         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3072 error:
3073         isl_basic_set_free(bset);
3074         return NULL;
3075 }
3076
3077 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3078         enum isl_dim_type type)
3079 {
3080         isl_space *space;
3081
3082         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3083                 return map;
3084
3085         space = isl_map_get_space(map);
3086         space = isl_space_reset(space, type);
3087         map = isl_map_reset_space(map, space);
3088         return map;
3089 }
3090
3091 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3092                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3093 {
3094         int i;
3095
3096         if (n == 0)
3097                 return map_space_reset(map, type);
3098
3099         map = isl_map_cow(map);
3100         if (!map)
3101                 return NULL;
3102
3103         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3104         if (!map->dim)
3105                 goto error;
3106
3107         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3108                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3109                 if (!map->p[i])
3110                         goto error;
3111         }
3112
3113         return map;
3114 error:
3115         isl_map_free(map);
3116         return NULL;
3117 }
3118
3119 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3120                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3121 {
3122         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3123 }
3124
3125 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3126                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3127 {
3128         if (!map)
3129                 return NULL;
3130         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3131 }
3132
3133 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3134                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3135 {
3136         if (!set)
3137                 return NULL;
3138         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3139         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3140 error:
3141         isl_set_free(set);
3142         return NULL;
3143 }
3144
3145 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3146         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3147         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3148         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3149 {
3150         struct isl_dim_map *dim_map;
3151         struct isl_basic_map *res;
3152         enum isl_dim_type t;
3153         unsigned total, off;
3154
3155         if (!bmap)
3156                 return NULL;
3157         if (n == 0)
3158                 return bmap;
3159
3160         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3161                 goto error);
3162
3163         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3164                 return bmap;
3165
3166         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3167
3168         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3169             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3170                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3171                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3172                 if (!bmap)
3173                         return NULL;
3174
3175                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3176                                                 src_type, src_pos, n);
3177                 if (!bmap->dim)
3178                         goto error;
3179
3180                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3181
3182                 return bmap;
3183         }
3184
3185         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3186         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3187
3188         off = 0;
3189         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3190                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3191                 if (t == dst_type) {
3192                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3193                                             0, dst_pos, off);
3194                         off += dst_pos;
3195                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3196                                             src_pos, n, off);
3197                         off += n;
3198                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3199                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3200                         off += size - dst_pos;
3201                 } else if (t == src_type) {
3202                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3203                                             0, src_pos, off);
3204                         off += src_pos;
3205                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3206                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3207                         off += size - src_pos - n;
3208                 } else {
3209                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3210                         off += size;
3211                 }
3212         }
3213         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3214
3215         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3216                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3217         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3218
3219         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3220                                         src_type, src_pos, n);
3221         if (!bmap->dim)
3222                 goto error;
3223
3224         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3225         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3226         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3227
3228         return bmap;
3229 error:
3230         isl_basic_map_free(bmap);
3231         return NULL;
3232 }
3233
3234 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3235         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3236         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3237 {
3238         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3239                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3240 }
3241
3242 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3243         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3244         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3245 {
3246         if (!set)
3247                 return NULL;
3248         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3249         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3250                                         src_type, src_pos, n);
3251 error:
3252         isl_set_free(set);
3253         return NULL;
3254 }
3255
3256 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3257         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3258         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3259 {
3260         int i;
3261
3262         if (!map)
3263                 return NULL;
3264         if (n == 0)
3265                 return map;
3266
3267         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3268                 goto error);
3269
3270         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3271                 return map;
3272
3273         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3274
3275         map = isl_map_cow(map);
3276         if (!map)
3277                 return NULL;
3278
3279         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3280         if (!map->dim)
3281                 goto error;
3282
3283         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3284                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3285                                                 dst_type, dst_pos,
3286                                                 src_type, src_pos, n);
3287                 if (!map->p[i])
3288                         goto error;
3289         }
3290
3291         return map;
3292 error:
3293         isl_map_free(map);
3294         return NULL;
3295 }
3296
3297 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3298  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3299  * That's the responsibility of the caller.
3300  */
3301 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3302         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3303 {
3304         struct isl_dim_map *dim_map;
3305         struct isl_basic_map *res;
3306         enum isl_dim_type t;
3307         unsigned total, off;
3308
3309         if (!bmap)
3310                 return NULL;
3311         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3312                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3313                 return bmap;
3314
3315         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3316         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3317
3318         off = 0;
3319         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3320                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3321                 if (t == type) {
3322                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3323                                             0, first, off);
3324                         off += first;
3325                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3326                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3327                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3328                                             first + n, size - (first + n), off);
3329                         off += size - (first + n);
3330                 } else {
3331                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3332                         off += size;
3333                 }
3334         }
3335         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3336
3337         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3338                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3339         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3340         return res;
3341 }
3342
3343 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3344  * into existentially quantified variables.
3345  */
3346 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3347                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3348                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3349 {
3350         int i;
3351         size_t row_size;
3352         isl_int **new_div;
3353         isl_int *old;
3354
3355         if (n == 0)
3356                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3357
3358         if (!bmap)
3359                 return NULL;
3360
3361         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3362                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3363
3364         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3365                         goto error);
3366
3367         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3368         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3369         if (!bmap)
3370                 return NULL;
3371
3372         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3373         old = bmap->block2.data;
3374         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3375                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3376         if (!bmap->block2.data)
3377                 goto error;
3378         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3379         if (!new_div)
3380                 goto error;
3381         for (i = 0; i < n; ++i) {
3382                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3383                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3384                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3385         }
3386         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3387                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3388         free(bmap->div);
3389         bmap->div = new_div;
3390         bmap->n_div += n;
3391         bmap->extra += n;
3392
3393         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3394         if (!bmap->dim)
3395                 goto error;
3396         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3397         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3398         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3399 error:
3400         isl_basic_map_free(bmap);
3401         return NULL;
3402 }
3403
3404 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3405  * into existentially quantified variables.
3406  */
3407 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3408                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3409 {
3410         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3411                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3412 }
3413
3414 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3415  * into existentially quantified variables.
3416  */
3417 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3418                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3419 {
3420         int i;
3421
3422         if (!map)
3423                 return NULL;
3424
3425         if (n == 0)
3426                 return map_space_reset(map, type);
3427
3428         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3429
3430         map = isl_map_cow(map);
3431         if (!map)
3432                 return NULL;
3433
3434         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3435         if (!map->dim)
3436                 goto error;
3437
3438         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3439                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3440                 if (!map->p[i])
3441                         goto error;
3442         }
3443
3444         return map;
3445 error:
3446         isl_map_free(map);
3447         return NULL;
3448 }
3449
3450 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3451  * into existentially quantified variables.
3452  */
3453 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3454                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3455 {
3456         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3457 }
3458
3459 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3460 {
3461         int i, j;
3462
3463         for (i = 0; i < n; ++i) {
3464                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3465                 if (j < 0)
3466                         goto error;
3467                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3468         }
3469         return bmap;
3470 error:
3471         isl_basic_map_free(bmap);
3472         return NULL;
3473 }
3474
3475 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3476                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3477 {
3478         isl_space *dim_result = NULL;
3479         struct isl_basic_map *bmap;
3480         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3481         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3482
3483         if (!bmap1 || !bmap2)
3484                 goto error;
3485
3486         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3487                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3488
3489         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3490         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3491         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3492         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3493
3494         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3495         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3496         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3497         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3498         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3499         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3500         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3501         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3502         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3503         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3504         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3505
3506         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3507                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3508                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3509                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3510         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3511         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3512         bmap = add_divs(bmap, n);
3513         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3514         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3515         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3516 error:
3517         isl_basic_map_free(bmap1);
3518         isl_basic_map_free(bmap2);
3519         return NULL;
3520 }
3521
3522 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3523                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3524 {
3525         if (!bset || !bmap)
3526                 goto error;
3527
3528         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3529                     goto error);
3530
3531         return (struct isl_basic_set *)
3532                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3533 error:
3534         isl_basic_set_free(bset);
3535         isl_basic_map_free(bmap);
3536         return NULL;
3537 }
3538
3539 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3540                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3541 {
3542         if (!bmap1 || !bmap2)
3543                 goto error;
3544
3545         isl_assert(bmap1->ctx,
3546             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3547         isl_assert(bmap1->ctx,
3548             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3549             goto error);
3550
3551         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3552         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3553         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3554 error:
3555         isl_basic_map_free(bmap1);
3556         isl_basic_map_free(bmap2);
3557         return NULL;
3558 }
3559
3560 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3561  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3562  */
3563 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3564                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3565 {
3566         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3567         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3568         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3569         int i;
3570
3571         if (!bmap1 || !bmap2)
3572                 goto error;
3573
3574         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3575                 goto error);
3576
3577         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3578         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3579         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3580
3581         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3582         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3583         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3584         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3585         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3586         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3587         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3588         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3589         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3590         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3591         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3592
3593         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3594                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3595                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3596                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3597         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3598                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3599                 if (j < 0)
3600                         goto error;
3601                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3602                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3603                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3604                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3605         }
3606         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3607         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3608         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3609
3610         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3611         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3612 error:
3613         isl_basic_map_free(bmap);
3614         isl_basic_map_free(bmap1);
3615         isl_basic_map_free(bmap2);
3616         return NULL;
3617 }
3618
3619 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3620  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3621  */
3622 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3623 {
3624         struct isl_map *result;
3625         int i, j;
3626
3627         if (!map1 || !map2)
3628                 goto error;
3629
3630         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3631
3632         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3633                                 map1->n * map2->n, 0);
3634         if (!result)
3635                 goto error;
3636         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3637                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3638                         struct isl_basic_map *part;
3639                         part = isl_basic_map_sum(
3640                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3641                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3642                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3643                                 isl_basic_map_free(part);
3644                         else
3645                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3646                         if (!result)
3647                                 goto error;
3648                 }
3649         isl_map_free(map1);
3650         isl_map_free(map2);
3651         return result;
3652 error:
3653         isl_map_free(map1);
3654         isl_map_free(map2);
3655         return NULL;
3656 }
3657
3658 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3659         __isl_take isl_set *set2)
3660 {
3661         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3662 }
3663
3664 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3665  */
3666 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3667 {
3668         int i, j;
3669         unsigned off, n;
3670
3671         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3672         if (!bmap)
3673                 return NULL;
3674
3675         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3676         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3677         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3678                 for (j = 0; j < n; ++j)
3679                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3680         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3681                 for (j = 0; j < n; ++j)
3682                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3683         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3684                 for (j = 0; j < n; ++j)
3685                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3686         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3687         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3688 }
3689
3690 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3691 {
3692         return isl_basic_map_neg(bset);
3693 }
3694
3695 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3696  */
3697 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3698 {
3699         int i;
3700
3701         map = isl_map_cow(map);
3702         if (!map)
3703                 return NULL;
3704
3705         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3706                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3707                 if (!map->p[i])
3708                         goto error;
3709         }
3710
3711         return map;
3712 error:
3713         isl_map_free(map);
3714         return NULL;
3715 }
3716
3717 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3718 {
3719         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3720 }
3721
3722 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3723  * A -> floor(f(A)/d).
3724  */
3725 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3726                 isl_int d)
3727 {
3728         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3729         struct isl_basic_map *result = NULL;
3730         struct isl_dim_map *dim_map;
3731         int i;
3732
3733         if (!bmap)
3734                 return NULL;
3735
3736         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3737         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3738         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3739
3740         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3741         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3742         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3743         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3744         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3745         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3746
3747         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3748                         bmap->n_div + n_out,
3749                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3750         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3751         result = add_divs(result, n_out);
3752         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3753                 int j;
3754                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3755                 if (j < 0)
3756                         goto error;
3757                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3758                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3759                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3760                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3761                 if (j < 0)
3762                         goto error;
3763                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3764                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3765                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3766                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3767         }
3768
3769         result = isl_basic_map_simplify(result);
3770         return isl_basic_map_finalize(result);
3771 error:
3772         isl_basic_map_free(result);
3773         return NULL;
3774 }
3775
3776 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3777  * A -> floor(f(A)/d).
3778  */
3779 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3780 {
3781         int i;
3782
3783         map = isl_map_cow(map);
3784         if (!map)
3785                 return NULL;
3786
3787         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3788         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3789         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3790                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3791                 if (!map->p[i])
3792                         goto error;
3793         }
3794
3795         return map;
3796 error:
3797         isl_map_free(map);
3798         return NULL;
3799 }
3800
3801 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3802 {
3803         int i;
3804         unsigned nparam;
3805         unsigned n_in;
3806
3807         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3808         if (i < 0)
3809                 goto error;
3810         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3811         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3812         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3813         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3814         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3815         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3816 error:
3817         isl_basic_map_free(bmap);
3818         return NULL;
3819 }
3820
3821 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3822  */
3823 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3824 {
3825         int i;
3826         unsigned nparam;
3827         unsigned n_in;
3828
3829         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3830         if (i < 0)
3831                 goto error;
3832         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3833         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3834         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3835         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3836         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3837         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3838         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3839 error:
3840         isl_basic_map_free(bmap);
3841         return NULL;
3842 }
3843
3844 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3845  */
3846 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3847         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3848 {
3849         int i;
3850         unsigned nparam;
3851         unsigned n_in;
3852
3853         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3854         if (i < 0)
3855                 goto error;
3856         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3857         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3858         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3859         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3860         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3861         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3862 error:
3863         isl_basic_map_free(bmap);
3864         return NULL;
3865 }
3866
3867 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3868  */
3869 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3870 {
3871         int i;
3872         unsigned nparam;
3873         unsigned n_in;
3874
3875         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3876         if (i < 0)
3877                 goto error;
3878         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3879         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3880         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3881         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3882         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3883         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3884         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3885 error:
3886         isl_basic_map_free(bmap);
3887         return NULL;
3888 }
3889
3890 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3891  */
3892 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3893         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3894 {
3895         int i;
3896         unsigned nparam;
3897         unsigned n_in;
3898
3899         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3900         if (i < 0)
3901                 goto error;
3902         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3903         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3904         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3905         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3906         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3907         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3908 error:
3909         isl_basic_map_free(bmap);
3910         return NULL;
3911 }
3912
3913 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3914         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3915 {
3916         int i;
3917         struct isl_basic_map *bmap;
3918         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3919         if (!bmap)
3920                 return NULL;
3921         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3922                 bmap = var_equal(bmap, i);
3923         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3924 }
3925
3926 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3927  */
3928 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3929         unsigned pos)
3930 {
3931         int i;
3932         struct isl_basic_map *bmap;
3933         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3934         if (!bmap)
3935                 return NULL;
3936         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3937                 bmap = var_equal(bmap, i);
3938         if (bmap)
3939                 bmap = var_less(bmap, pos);
3940         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3941 }
3942
3943 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3944  */
3945 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3946         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3947 {
3948         int i;
3949         isl_basic_map *bmap;
3950
3951         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3952         for (i = 0; i < pos; ++i)
3953                 bmap = var_equal(bmap, i);
3954         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3955         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3956 }
3957
3958 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3959  */
3960 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3961         unsigned pos)
3962 {
3963         int i;
3964         struct isl_basic_map *bmap;
3965         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3966         if (!bmap)
3967                 return NULL;
3968         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3969                 bmap = var_equal(bmap, i);
3970         if (bmap)
3971                 bmap = var_more(bmap, pos);
3972         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3973 }
3974
3975 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3976  */
3977 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3978         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3979 {
3980         int i;
3981         isl_basic_map *bmap;
3982
3983         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3984         for (i = 0; i < pos; ++i)
3985                 bmap = var_equal(bmap, i);
3986         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3987         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3988 }
3989
3990 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3991         unsigned n, int equal)
3992 {
3993         struct isl_map *map;
3994         int i;
3995
3996         if (n == 0 && equal)
3997                 return isl_map_universe(dims);
3998
3999         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4000
4001         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4002                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4003                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4004         if (n > 0) {
4005                 if (equal)
4006                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4007                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4008                 else
4009                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4010                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4011         } else
4012                 isl_space_free(dims);
4013
4014         return map;
4015 }
4016
4017 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4018 {
4019         if (!dims)
4020                 return NULL;
4021         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4022 }
4023
4024 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4025 {
4026         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4027 }
4028
4029 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4030 {
4031         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4032 }
4033
4034 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4035 {
4036         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4037 }
4038
4039 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4040 {
4041         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4042 }
4043
4044 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4045         unsigned n, int equal)
4046 {
4047         struct isl_map *map;
4048         int i;
4049
4050         if (n == 0 && equal)
4051                 return isl_map_universe(dims);
4052
4053         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4054
4055         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4056                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4057                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4058         if (n > 0) {
4059                 if (equal)
4060                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4061                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4062                 else
4063                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4064                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4065         } else
4066                 isl_space_free(dims);
4067
4068         return map;
4069 }
4070
4071 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4072 {
4073         if (!dims)
4074                 return NULL;
4075         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4076 }
4077
4078 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4079 {
4080         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4081 }
4082
4083 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4084 {
4085         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4086 }
4087
4088 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4089 {
4090         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4091 }
4092
4093 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4094 {
4095         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4096 }
4097
4098 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4099         __isl_take isl_set *set2)
4100 {
4101         isl_map *map;
4102         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4103         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4104         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4105         return map;
4106 }
4107
4108 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4109         __isl_take isl_set *set2)
4110 {
4111         isl_map *map;
4112         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4113         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4114         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4115         return map;
4116 }
4117
4118 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4119         __isl_take isl_set *set2)
4120 {
4121         isl_map *map;
4122         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4123         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4124         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4125         return map;
4126 }
4127
4128 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4129         __isl_take isl_set *set2)
4130 {
4131         isl_map *map;
4132         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4133         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4134         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4135         return map;
4136 }
4137
4138 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4139         __isl_take isl_map *map2)
4140 {
4141         isl_map *map;
4142         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4143         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4144         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4145         return map;
4146 }
4147
4148 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4149         __isl_take isl_map *map2)
4150 {
4151         isl_map *map;
4152         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4153         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4154         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4155         return map;
4156 }
4157
4158 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4159         __isl_take isl_map *map2)
4160 {
4161         isl_map *map;
4162         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4163         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4164         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4165         return map;
4166 }
4167
4168 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4169         __isl_take isl_map *map2)
4170 {
4171         isl_map *map;
4172         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4173         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4174         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4175         return map;
4176 }
4177
4178 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4179         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4180 {
4181         struct isl_basic_map *bmap;
4182
4183         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4184         if (!bset || !dim)
4185                 goto error;
4186
4187         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4188         isl_space_free(bset->dim);
4189         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4190         bmap->dim = dim;
4191         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4192 error:
4193         isl_basic_set_free(bset);
4194         isl_space_free(dim);
4195         return NULL;
4196 }
4197
4198 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4199 {
4200         if (!bmap)
4201                 goto error;
4202         if (bmap->dim->n_in == 0)
4203                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4204         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4205         if (!bmap)
4206                 goto error;
4207         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4208         if (!bmap->dim)
4209                 goto error;
4210         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4211         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4212 error:
4213         isl_basic_map_free(bmap);
4214         return NULL;
4215 }
4216
4217 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4218  *
4219  *              f - m d >= 0
4220  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4221  *
4222  * Note that the second constraint is the negation of
4223  *
4224  *              f - m d >= n
4225  */
4226 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4227         unsigned pos, isl_int *div)
4228 {
4229         int i, j;
4230         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4231
4232         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4233         if (i < 0)
4234                 return -1;
4235         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4236         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4237
4238         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4239         if (j < 0)
4240                 return -1;
4241         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4242         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4243         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4244         return j;
4245 }
4246
4247 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4248         unsigned pos, isl_int *div)
4249 {
4250         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4251                                                         pos, div);
4252 }
4253
4254 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4255 {
4256         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4257         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4258
4259         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4260                                                         bmap->div[div]);
4261 }
4262
4263 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4264 {
4265         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4266 }
4267
4268 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4269                 struct isl_basic_map *bmap)
4270 {
4271         if (!bmap)
4272                 goto error;
4273         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4274             bmap->n_div == 0 &&
4275             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4276             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4277                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4278         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4279         if (!bmap)
4280                 goto error;
4281         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4282         if (!bmap->dim)
4283                 goto error;
4284         bmap->extra -= bmap->n_div;
4285         bmap->n_div = 0;
4286         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4287         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4288 error:
4289         isl_basic_map_free(bmap);
4290         return NULL;
4291 }
4292
4293 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4294                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4295 {
4296         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4297 }
4298
4299 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4300         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4301 {
4302         struct isl_basic_map *bmap;
4303         struct isl_ctx *ctx;
4304         unsigned total;
4305         int i;
4306
4307         if (!bset || !like)
4308                 goto error;
4309         ctx = bset->ctx;
4310         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4311         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4312         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4313                         goto error);
4314         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4315                 isl_basic_map_free(like);
4316                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4317         }
4318         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4319         if (!bset)
4320                 goto error;
4321         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4322         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4323         isl_space_free(bmap->dim);
4324         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4325         if (!bmap->dim)
4326                 goto error;
4327         bmap->n_div = like->n_div;
4328         bmap->extra += like->n_div;
4329         if (bmap->extra) {
4330                 unsigned ltotal;
4331                 isl_int **div;
4332                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4333                 if (ltotal > total)
4334                         ltotal = total;
4335                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4336                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4337                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4338                         goto error;
4339                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4340                 if (!div)
4341                         goto error;
4342                 bmap->div = div;
4343                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4344                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4345                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4346                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4347                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4348                 }
4349                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4350                                                         0, 2 * like->n_div);
4351                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4352                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4353                                 continue;
4354                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4355                                 goto error;
4356                 }
4357         }
4358         isl_basic_map_free(like);
4359         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4360         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4361         return bmap;
4362 error:
4363         isl_basic_map_free(like);
4364         isl_basic_set_free(bset);
4365         return NULL;
4366 }
4367
4368 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4369         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4370 {
4371         return (struct isl_basic_set *)
4372                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4373 }
4374
4375 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4376         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4377 {
4378         int i;
4379
4380         if (!set || !like)
4381                 goto error;
4382         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4383                     goto error);
4384         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4385                 isl_basic_set_free(like);
4386                 return set;
4387         }
4388         set = isl_set_cow(set);
4389         if (!set)
4390                 goto error;
4391         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4392                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4393                                                       isl_basic_set_copy(like));
4394                 if (!set->p[i])
4395                         goto error;
4396         }
4397         isl_space_free(set->dim);
4398         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4399         if (!set->dim)
4400                 goto error;
4401         isl_basic_set_free(like);
4402         return set;
4403 error:
4404         isl_basic_set_free(like);
4405         isl_set_free(set);
4406         return NULL;
4407 }
4408
4409 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4410 {
4411         int i;
4412
4413         map = isl_map_cow(map);
4414         if (!map)
4415                 return NULL;
4416         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4417         if (!map->dim)
4418                 goto error;
4419
4420         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4421                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4422                                 goto error);
4423         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4424                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4425                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4426                 if (!map->p[i])
4427                         goto error;
4428         }
4429         if (map->n == 0)
4430                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4431         else {
4432                 isl_space_free(map->dim);
4433                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4434         }
4435         if (!map->dim)
4436                 goto error;
4437         return (struct isl_set *)map;
4438 error:
4439         isl_map_free(map);
4440         return NULL;
4441 }
4442
4443 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4444 {
4445         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4446 }
4447
4448 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4449         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4450 {
4451         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4452         if (!bmap || !dim)
4453                 goto error;
4454
4455         isl_space_free(bmap->dim);
4456         bmap->dim = dim;
4457
4458         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4459
4460         return bmap;
4461 error:
4462         isl_basic_map_free(bmap);
4463         isl_space_free(dim);
4464         return NULL;
4465 }
4466
4467 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4468         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4469 {
4470         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4471                                                         dim);
4472 }
4473
4474 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4475         __isl_take isl_space *dim)
4476 {
4477         int i;
4478
4479         map = isl_map_cow(map);
4480         if (!map || !dim)
4481                 goto error;
4482
4483         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4484                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4485                                                     isl_space_copy(dim));
4486                 if (!map->p[i])
4487                         goto error;
4488         }
4489         isl_space_free(map->dim);
4490         map->dim = dim;
4491
4492         return map;
4493 error:
4494         isl_map_free(map);
4495         isl_space_free(dim);
4496         return NULL;
4497 }
4498
4499 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4500         __isl_take isl_space *dim)
4501 {
4502         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4503 }
4504
4505 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4506  */
4507 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4508 {
4509         isl_space *space;
4510         unsigned n;
4511
4512         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4513                 return bset;
4514
4515         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4516         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4517         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4518         space = isl_space_params(space);
4519         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4520         return bset;
4521 }
4522
4523 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4524  */
4525 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4526         __isl_take isl_basic_set *bset)
4527 {
4528         isl_space *space;
4529         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4530         space = isl_space_set_from_params(space);
4531         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4532         return bset;
4533 }
4534
4535 /* Compute the parameter domain of the given set.
4536  */
4537 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4538 {
4539         isl_space *space;
4540         unsigned n;
4541
4542         if (isl_set_is_params(set))
4543                 return set;
4544
4545         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4546         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4547         space = isl_set_get_space(set);
4548         space = isl_space_params(space);
4549         set = isl_set_reset_space(set, space);
4550         return set;
4551 }
4552
4553 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4554  */
4555 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4556 {
4557         isl_space *space;
4558         space = isl_set_get_space(set);
4559         space = isl_space_set_from_params(space);
4560         set = isl_set_reset_space(set, space);
4561         return set;
4562 }
4563
4564 /* Compute the parameter domain of the given map.
4565  */
4566 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4567 {
4568         isl_space *space;
4569         unsigned n;
4570
4571         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4572         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4573         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4574         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4575         space = isl_map_get_space(map);
4576         space = isl_space_params(space);
4577         map = isl_map_reset_space(map, space);
4578         return map;
4579 }
4580
4581 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4582 {
4583         isl_space *dim;
4584         struct isl_basic_set *domain;
4585         unsigned n_in;
4586         unsigned n_out;
4587
4588         if (!bmap)
4589                 return NULL;
4590         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4591
4592         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4593         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4594         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4595         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4596
4597         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4598
4599         return domain;
4600 }
4601
4602 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4603 {
4604         if (!bmap)
4605                 return -1;
4606         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4607 }
4608
4609 /* Is this basic map actually a set?
4610  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4611  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4612  */
4613 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4614 {
4615         if (!bmap)
4616                 return -1;
4617         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4618 }
4619
4620 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4621 {
4622         if (!bmap)
4623                 return NULL;
4624         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4625                 return bmap;
4626         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4627 }
4628
4629 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4630         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4631 {
4632         int i, k;
4633         isl_space *dim;
4634         isl_basic_map *domain;
4635         int nparam, n_in, n_out;
4636         unsigned total;
4637
4638         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4639         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4640         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4641
4642         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4643         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4644
4645         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4646         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4647         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4648
4649         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4650
4651         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4652                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4653                 if (k < 0)
4654                         goto error;
4655                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4656                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4657                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4658         }
4659
4660         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4661         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4662 error:
4663         isl_basic_map_free(bmap);
4664         return NULL;
4665 }
4666
4667 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4668         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4669 {
4670         int i, k;
4671         isl_space *dim;
4672         isl_basic_map *range;
4673         int nparam, n_in, n_out;
4674         unsigned total;
4675
4676         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4677         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4678         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4679
4680         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4681         range = isl_basic_map_universe(dim);
4682
4683         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4684         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4685         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4686
4687         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4688
4689         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4690                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4691                 if (k < 0)
4692                         goto error;
4693                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4694                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4695                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4696         }
4697
4698         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4699         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4700 error:
4701         isl_basic_map_free(bmap);
4702         return NULL;
4703 }
4704
4705 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4706 {
4707         if (!map)
4708                 return -1;
4709         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4710 }
4711
4712 /* Is this map actually a set?
4713  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4714  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4715  */
4716 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4717 {
4718         if (!map)
4719                 return -1;
4720         return isl_space_is_set(map->dim);
4721 }
4722
4723 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4724 {
4725         int i;
4726         struct isl_set *set;
4727
4728         if (!map)
4729                 goto error;
4730         if (isl_map_is_set(map))
4731                 return (isl_set *)map;
4732
4733         map = isl_map_cow(map);
4734         if (!map)
4735                 goto error;
4736
4737         set = (struct isl_set *) map;
4738         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4739         if (!set->dim)
4740                 goto error;
4741         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4742                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4743                 if (!set->p[i])
4744                         goto error;
4745         }
4746         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4747         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4748         return set;
4749 error:
4750         isl_map_free(map);
4751         return NULL;
4752 }
4753
4754 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4755 {
4756         int i;
4757         isl_space *domain_dim;
4758
4759         map = isl_map_cow(map);
4760         if (!map)
4761                 return NULL;
4762
4763         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4764         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4765         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4766         if (!map->dim)
4767                 goto error;
4768         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4769                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4770                 if (!map->p[i])
4771                         goto error;
4772         }
4773         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4774         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4775         return map;
4776 error:
4777         isl_map_free(map);
4778         return NULL;
4779 }
4780
4781 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4782 {
4783         int i;
4784         isl_space *range_dim;
4785
4786         map = isl_map_cow(map);
4787         if (!map)
4788                 return NULL;
4789
4790         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4791         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4792         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4793         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4794         if (!map->dim)
4795                 goto error;
4796         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4797                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4798                 if (!map->p[i])
4799                         goto error;
4800         }
4801         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4802         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4803         return map;
4804 error:
4805         isl_map_free(map);
4806         return NULL;
4807 }
4808
4809 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4810         __isl_take isl_space *dim)
4811 {
4812         int i;
4813         struct isl_map *map = NULL;
4814
4815         set = isl_set_cow(set);
4816         if (!set || !dim)
4817                 goto error;
4818         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4819         map = (struct isl_map *)set;
4820         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4821                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4822                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4823                 if (!map->p[i])
4824                         goto error;
4825         }
4826         isl_space_free(map->dim);
4827         map->dim = dim;
4828         return map;
4829 error:
4830         isl_space_free(dim);
4831         isl_set_free(set);
4832         return NULL;
4833 }
4834
4835 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4836         __isl_take isl_basic_set *bset)
4837 {
4838         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4839 }
4840
4841 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4842         __isl_take isl_basic_set *bset)
4843 {
4844         isl_space *space;
4845         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4846         space = isl_space_from_range(space);
4847         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4848         return (isl_basic_map *)bset;
4849 }
4850
4851 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4852 {
4853         isl_space *space;
4854         space = isl_set_get_space(set);
4855         space = isl_space_from_range(space);
4856         set = isl_set_reset_space(set, space);
4857         return (struct isl_map *)set;
4858 }
4859
4860 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4861 {
4862         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4863 }
4864
4865 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4866         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4867 {
4868         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4869 }
4870
4871 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4872         __isl_take isl_set *range)
4873 {
4874         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4875 }
4876
4877 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4878 {
4879         int i;
4880         struct isl_set *set = NULL;
4881
4882         if (!map)
4883                 return NULL;
4884         map = isl_map_cow(map);
4885         if (!map)
4886                 return NULL;
4887         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4888         if (!map->dim)
4889                 goto error;
4890         set = (struct isl_set *)map;
4891         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4892                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4893                 if (!set->p[i])
4894                         goto error;
4895         }
4896         return set;
4897 error:
4898         isl_map_free(map);
4899         return NULL;
4900 }
4901
4902 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4903         unsigned flags)
4904 {
4905         struct isl_map *map;
4906
4907         if (!dim)
4908                 return NULL;
4909         if (n < 0)
4910                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4911                         "negative number of basic maps", goto error);
4912         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4913                         sizeof(struct isl_map) +
4914                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4915         if (!map)
4916                 goto error;
4917
4918         map->ctx = dim->ctx;
4919         isl_ctx_ref(map->ctx);
4920         map->ref = 1;
4921         map->size = n;
4922         map->n = 0;
4923         map->dim = dim;
4924         map->flags = flags;
4925         return map;
4926 error:
4927         isl_space_free(dim);
4928         return NULL;
4929 }
4930
4931 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4932                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4933                 unsigned flags)
4934 {
4935         struct isl_map *map;
4936         isl_space *dims;
4937
4938         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4939         if (!dims)
4940                 return NULL;
4941
4942         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4943         return map;
4944 }
4945
4946 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4947 {
4948         struct isl_basic_map *bmap;
4949         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4950         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4951         return bmap;
4952 }
4953
4954 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4955 {
4956         struct isl_basic_set *bset;
4957         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4958         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4959         return bset;
4960 }
4961
4962 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4963 {
4964         struct isl_basic_map *bmap;
4965         if (!model)
4966                 return NULL;
4967         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4968         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4969         return bmap;
4970 }
4971
4972 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4973 {
4974         struct isl_basic_map *bmap;
4975         if (!model)
4976                 return NULL;
4977         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4978         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4979         return bmap;
4980 }
4981
4982 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4983 {
4984         struct isl_basic_set *bset;
4985         if (!model)
4986                 return NULL;
4987         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4988         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4989         return bset;
4990 }
4991
4992 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4993 {
4994         struct isl_basic_map *bmap;
4995         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4996         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4997         return bmap;
4998 }
4999
5000 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5001 {
5002         struct isl_basic_set *bset;
5003         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5004         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5005         return bset;
5006 }
5007
5008 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5009 {
5010         int i;
5011         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5012         isl_basic_map *bmap;
5013
5014         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5015         for (i = 0; i < total; ++i) {
5016                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5017                 if (k < 0)
5018                         goto error;
5019                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5020                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5021         }
5022         return bmap;
5023 error:
5024         isl_basic_map_free(bmap);
5025         return NULL;
5026 }
5027
5028 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5029 {
5030         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5031 }
5032
5033 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5034 {
5035         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5036 }
5037
5038 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5039 {
5040         return isl_map_nat_universe(dim);
5041 }
5042
5043 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5044                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5045 {
5046         if (!model)
5047                 return NULL;
5048         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5049 }
5050
5051 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5052 {
5053         if (!model)
5054                 return NULL;
5055         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5056 }
5057
5058 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5059         __isl_keep isl_set *model)
5060 {
5061         if (!model)
5062                 return NULL;
5063         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5064 }
5065
5066 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5067 {
5068         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5069 }
5070
5071 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5072 {
5073         if (!model)
5074                 return NULL;
5075         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5076 }
5077
5078 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5079 {
5080         if (!model)
5081                 return NULL;
5082         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5083 }
5084
5085 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5086 {
5087         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5088 }
5089
5090 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5091 {
5092         if (!model)
5093                 return NULL;
5094         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5095 }
5096
5097 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5098 {
5099         struct isl_map *map;
5100         if (!dim)
5101                 return NULL;
5102         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5103         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5104         return map;
5105 }
5106
5107 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5108 {
5109         struct isl_set *set;
5110         if (!dim)
5111                 return NULL;
5112         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5113         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5114         return set;
5115 }
5116
5117 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5118 {
5119         if (!model)
5120                 return NULL;
5121         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5122 }
5123
5124 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5125 {
5126         int i;
5127         struct isl_map *dup;
5128
5129         if (!map)
5130                 return NULL;
5131         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5132         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5133                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5134         return dup;
5135 }
5136
5137 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5138                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5139 {
5140         if (!bmap || !map)
5141                 goto error;
5142         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5143                 isl_basic_map_free(bmap);
5144                 return map;
5145         }
5146         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5147         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5148         map->p[map->n] = bmap;
5149         map->n++;
5150         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5151         return map;
5152 error:
5153         if (map)
5154                 isl_map_free(map);
5155         if (bmap)
5156                 isl_basic_map_free(bmap);
5157         return NULL;
5158 }
5159
5160 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5161 {
5162         int i;
5163
5164         if (!map)
5165                 return NULL;
5166
5167         if (--map->ref > 0)
5168                 return NULL;
5169
5170         isl_ctx_deref(map->ctx);
5171         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5172                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5173         isl_space_free(map->dim);
5174         free(map);
5175
5176         return NULL;
5177 }
5178
5179 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5180                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5181 {
5182         int i;
5183
5184         base = isl_map_cow(base);
5185         if (!base)
5186                 return NULL;
5187
5188         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5189         if (!base->dim)
5190                 goto error;
5191         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5192                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5193                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5194                 if (!base->p[i])
5195                         goto error;
5196         }
5197         return base;
5198 error:
5199         isl_map_free(base);
5200         return NULL;
5201 }
5202
5203 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5204                 unsigned nparam, unsigned dim)
5205 {
5206         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5207                                                         nparam, 0, dim);
5208 }
5209
5210 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5211         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5212 {
5213         int j;
5214
5215         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5216         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5217         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5218         if (j < 0)
5219                 goto error;
5220         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5221         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5222         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5223         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5224         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5225 error:
5226         isl_basic_map_free(bmap);
5227         return NULL;
5228 }
5229
5230 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5231         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5232 {
5233         int j;
5234
5235         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5236         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5237         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5238         if (j < 0)
5239                 goto error;
5240         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5241         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5242         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5243         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5244         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5245 error:
5246         isl_basic_map_free(bmap);
5247         return NULL;
5248 }
5249
5250 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5251                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5252 {
5253         if (!bmap)
5254                 return NULL;
5255         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5256         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5257                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5258 error:
5259         isl_basic_map_free(bmap);
5260         return NULL;
5261 }
5262
5263 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5264                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5265 {
5266         if (!bmap)
5267                 return NULL;
5268         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5269         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5270                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5271 error:
5272         isl_basic_map_free(bmap);
5273         return NULL;
5274 }
5275
5276 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5277                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5278 {
5279         return (struct isl_basic_set *)
5280                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5281                                         type, pos, value);
5282 }
5283
5284 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5285                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5286 {
5287         return (struct isl_basic_set *)
5288                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5289                                         type, pos, value);
5290 }
5291
5292 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5293                 unsigned input, int value)
5294 {
5295         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5296 }
5297
5298 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5299                 unsigned dim, int value)
5300 {
5301         return (struct isl_basic_set *)
5302                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5303                                         isl_dim_set, dim, value);
5304 }
5305
5306 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5307 {
5308         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5309
5310         if (empty < 0)
5311                 return -1;
5312         if (!empty)
5313                 return 0;
5314
5315         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5316         if (i != map->n - 1) {
5317                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5318                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5319         }
5320         map->n--;
5321
5322         return 0;
5323 }
5324
5325 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5326                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5327 {
5328         int i;
5329
5330         map = isl_map_cow(map);
5331         if (!map)
5332                 return NULL;
5333
5334         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5335         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5336                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5337                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5338                         goto error;
5339         }
5340         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5341         return map;
5342 error:
5343         isl_map_free(map);
5344         return NULL;
5345 }
5346
5347 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5348                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5349 {
5350         return (struct isl_set *)
5351                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5352 }
5353
5354 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5355                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5356 {
5357         int i;
5358
5359         map = isl_map_cow(map);
5360         if (!map)
5361                 return NULL;
5362
5363         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5364         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5365                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5366                 if (!map->p[i])
5367                         goto error;
5368         }
5369         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5370         return map;
5371 error:
5372         isl_map_free(map);
5373         return NULL;
5374 }
5375
5376 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5377                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5378 {
5379         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5380 }
5381
5382 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5383                 unsigned input, int value)
5384 {
5385         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5386 }
5387
5388 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5389 {
5390         return (struct isl_set *)
5391                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5392 }
5393
5394 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5395         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5396         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5397 {
5398         int j;
5399
5400         if (!bmap)
5401                 return NULL;
5402         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5403         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5404         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5405         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5406         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5407         if (j < 0)
5408                 goto error;
5409         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5410         if (upper) {
5411                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5412                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5413         } else {
5414                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5415                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5416         }
5417         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5418         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5419 error:
5420         isl_basic_map_free(bmap);
5421         return NULL;
5422 }
5423
5424 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5425         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5426         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5427 {
5428         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5429 }
5430
5431 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5432  */
5433 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5434         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5435         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5436 {
5437         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5438 }
5439
5440 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5441         unsigned dim, isl_int value)
5442 {
5443         int j;
5444
5445         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5446         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5447         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5448         if (j < 0)
5449                 goto error;
5450         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5451         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5452         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5453         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5454         return isl_basic_set_finalize(bset);
5455 error:
5456         isl_basic_set_free(bset);
5457         return NULL;
5458 }
5459
5460 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5461         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5462 {
5463         int i;
5464
5465         map = isl_map_cow(map);
5466         if (!map)
5467                 return NULL;
5468
5469         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5470         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5471                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5472                                                  type, pos, value, upper);
5473                 if (!map->p[i])
5474                         goto error;
5475         }
5476         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5477         return map;
5478 error:
5479         isl_map_free(map);
5480         return NULL;
5481 }
5482
5483 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5484         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5485 {
5486         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5487 }
5488
5489 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5490         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5491 {
5492         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5493 }
5494
5495 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5496                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5497 {
5498         return (struct isl_set *)
5499                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5500 }
5501
5502 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5503         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5504 {
5505         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5506 }
5507
5508 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5509  * is set) to "value".
5510  */
5511 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5512         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5513         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5514 {
5515         int j;
5516
5517         if (!bmap)
5518                 return NULL;
5519         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5520                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5521                         "index out of bounds", goto error);
5522         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5523         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5524         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5525         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5526         if (j < 0)
5527                 goto error;
5528         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5529         if (upper) {
5530                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5531                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5532         } else {
5533                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5534                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5535         }
5536         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5537         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5538 error:
5539         isl_basic_map_free(bmap);
5540         return NULL;
5541 }
5542
5543 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5544  * is set) to "value".
5545  */
5546 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5547         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5548 {
5549         int i;
5550
5551         map = isl_map_cow(map);
5552         if (!map)
5553                 return NULL;
5554
5555         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5556                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5557                         "index out of bounds", goto error);
5558         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5559                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5560                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5561                         goto error;
5562         }
5563         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5564         return map;
5565 error:
5566         isl_map_free(map);
5567         return NULL;
5568 }
5569
5570 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5571         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5572 {
5573         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5574 }
5575
5576 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5577         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5578 {
5579         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5580 }
5581
5582 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5583         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5584 {
5585         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5586 }
5587
5588 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5589         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5590 {
5591         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5592 }
5593
5594 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5595                                         isl_int value)
5596 {
5597         int i;
5598
5599         set = isl_set_cow(set);
5600         if (!set)
5601                 return NULL;
5602
5603         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5604         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5605                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5606                 if (!set->p[i])
5607                         goto error;
5608         }
5609         return set;
5610 error:
5611         isl_set_free(set);
5612         return NULL;
5613 }
5614
5615 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5616 {
5617         int i;
5618
5619         map = isl_map_cow(map);
5620         if (!map)
5621                 return NULL;
5622
5623         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5624         if (!map->dim)
5625                 goto error;
5626         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5627                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5628                 if (!map->p[i])
5629                         goto error;
5630         }
5631         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5632         return map;
5633 error:
5634         isl_map_free(map);
5635         return NULL;
5636 }
5637
5638 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5639                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5640                 struct isl_set **empty, int max)
5641 {
5642         if (!bmap)
5643                 goto error;
5644         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5645                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5646         else
5647                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5648 error:
5649         isl_basic_map_free(bmap);
5650         isl_basic_set_free(dom);
5651         if (empty)
5652                 *empty = NULL;
5653         return NULL;
5654 }
5655
5656 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5657                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5658                 struct isl_set **empty)
5659 {
5660         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5661 }
5662
5663 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5664                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5665                 struct isl_set **empty)
5666 {
5667         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5668 }
5669
5670 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5671                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5672                 struct isl_set **empty)
5673 {
5674         return (struct isl_set *)
5675                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5676                         dom, empty);
5677 }
5678
5679 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5680                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5681                 struct isl_set **empty)
5682 {
5683         return (struct isl_set *)
5684                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5685                         dom, empty);
5686 }
5687
5688 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5689         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5690         __isl_give isl_set **empty)
5691 {
5692         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5693 }
5694
5695 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5696         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5697         __isl_give isl_set **empty)
5698 {
5699         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5700 }
5701
5702 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5703         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5704         __isl_give isl_set **empty)
5705 {
5706         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5707 }
5708
5709 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5710         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5711         __isl_give isl_set **empty)
5712 {
5713         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5714 }
5715
5716 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5717         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5718 {
5719         isl_basic_set *dom = NULL;
5720         isl_space *dom_space;
5721
5722         if (!bmap)
5723                 goto error;
5724         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5725         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5726         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5727 error:
5728         isl_basic_map_free(bmap);
5729         return NULL;
5730 }
5731
5732 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5733         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5734 {
5735         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5736 }
5737
5738 #undef TYPE
5739 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5740 #undef SUFFIX
5741 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5742 #undef EMPTY
5743 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5744 #undef ADD
5745 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5746 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5747
5748 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5749  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5750  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5751  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5752  *
5753  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5754  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5755  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5756  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5757  * update both "res" and "todo".
5758  */
5759 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5760         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5761         __isl_give isl_set **empty, int max)
5762 {
5763         int i;
5764         isl_pw_multi_aff *res;
5765         isl_set *todo;
5766
5767         if (!map || !dom)
5768                 goto error;
5769
5770         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5771                 if (empty)
5772                         *empty = dom;
5773                 else
5774                         isl_set_free(dom);
5775                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5776         }
5777
5778         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5779                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5780                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5781
5782         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5783                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5784                 isl_set *todo_i;
5785
5786                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5787                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5788                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5789
5790                 if (max)
5791                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5792                 else
5793                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5794
5795                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5796         }
5797
5798         isl_set_free(dom);
5799         isl_map_free(map);
5800
5801         if (empty)
5802                 *empty = todo;
5803         else
5804                 isl_set_free(todo);
5805
5806         return res;
5807 error:
5808         if (empty)
5809                 *empty = NULL;
5810         isl_set_free(dom);
5811         isl_map_free(map);
5812         return NULL;
5813 }
5814
5815 #undef TYPE
5816 #define TYPE    isl_map
5817 #undef SUFFIX
5818 #define SUFFIX
5819 #undef EMPTY
5820 #define EMPTY   isl_map_empty
5821 #undef ADD
5822 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5823 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5824
5825 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5826  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5827  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5828  *
5829  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5830  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5831  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5832  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5833  * update both "res" and "todo".
5834  *
5835  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5836  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5837  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5838  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5839  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5840  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5841  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5842  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5843  * for the ith basic map, i.e.,
5844  *
5845  *      todo^i = todo^k * todo_i
5846  *
5847  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5848  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5849  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5850  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5851  * the lexicographic order.)
5852  * In practice, we compute
5853  *
5854  *      res^k * (res_i . "<=")
5855  *
5856  * and
5857  *
5858  *      res_i * (res^k . "<")
5859  *
5860  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5861  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5862  * that one, i.e.,
5863  *
5864  *      res^k * todo_i
5865  * and
5866  *      res_i * todo^k
5867  *
5868  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5869  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5870  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5871  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5872  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5873  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5874  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5875  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5876  * the previous basic maps.
5877  */
5878 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5879                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5880                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5881 {
5882         int i;
5883         struct isl_map *res;
5884         struct isl_set *todo;
5885
5886         if (!map || !dom)
5887                 goto error;
5888
5889         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5890                 if (empty)
5891                         *empty = dom;
5892                 else
5893                         isl_set_free(dom);
5894                 return map;
5895         }
5896
5897         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5898                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5899
5900         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5901                 isl_map *lt, *le;
5902                 isl_map *res_i;
5903                 isl_set *todo_i;
5904                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5905
5906                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5907                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5908
5909                 if (max) {
5910                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5911                         le = isl_map_lex_le(dim);
5912                 } else {
5913                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5914                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5915                 }
5916                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5917                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5918                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5919                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5920
5921                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5922                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5923                                                         isl_set_copy(todo_i));
5924                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5925                                                         isl_set_copy(todo));
5926                 }
5927
5928                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5929                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5930                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5931
5932                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5933         }
5934
5935         isl_set_free(dom);
5936         isl_map_free(map);
5937
5938         if (empty)
5939                 *empty = todo;
5940         else
5941                 isl_set_free(todo);
5942
5943         return res;
5944 error:
5945         if (empty)
5946                 *empty = NULL;
5947         isl_set_free(dom);
5948         isl_map_free(map);
5949         return NULL;
5950 }
5951
5952 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5953                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5954                 __isl_give isl_set **empty)
5955 {
5956         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5957 }
5958
5959 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5960                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5961                 __isl_give isl_set **empty)
5962 {
5963         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5964 }
5965
5966 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5967                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5968                 __isl_give isl_set **empty)
5969 {
5970         return (struct isl_set *)
5971                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5972                         dom, empty);
5973 }
5974
5975 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5976                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5977                 __isl_give isl_set **empty)
5978 {
5979         return (struct isl_set *)
5980                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5981                         dom, empty);
5982 }
5983
5984 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5985 {
5986         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5987         isl_space *dom_dim;
5988
5989         if (!bmap)
5990                 goto error;
5991         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5992         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5993         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5994 error:
5995         isl_basic_map_free(bmap);
5996         return NULL;
5997 }
5998
5999 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6000 {
6001         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6002 }
6003
6004 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6005 {
6006         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6007 }
6008
6009 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6010 {
6011         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6012 }
6013
6014 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6015 {
6016         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6017 }
6018
6019 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6020 {
6021         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6022 }
6023
6024 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6025 {
6026         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6027 }
6028
6029 /* Extract the first and only affine expression from list
6030  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6031  * This domain is known to be disjoint from other domains
6032  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6033  */
6034 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6035         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6036 {
6037         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6038         isl_aff *aff;
6039         isl_pw_aff **pwaff = user;
6040         isl_pw_aff *pwaff_i;
6041
6042         if (!list)
6043                 goto error;
6044         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6045                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6046                         "expecting single element list", goto error);
6047
6048         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6049         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6050
6051         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6052
6053         isl_aff_list_free(list);
6054
6055         return 0;
6056 error:
6057         isl_basic_set_free(dom);
6058         isl_aff_list_free(list);
6059         return -1;
6060 }
6061
6062 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6063  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6064  *
6065  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6066  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6067  */
6068 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6069         int max)
6070 {
6071         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6072         isl_pw_aff *pwaff;
6073         int r;
6074
6075         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6076         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6077         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6078
6079         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6080         if (r < 0)
6081                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6082
6083         return pwaff;
6084 }
6085
6086 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6087  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6088  * but independently of the other output dimensions.
6089  *
6090  * We first project out the other output dimension and then compute
6091  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6092  * using isl_pw_aff_union_max.
6093  */
6094 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6095         int max)
6096 {
6097         int i;
6098         isl_pw_aff *pwaff;
6099         unsigned n_out;
6100
6101         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6102         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6103         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6104         if (!map)
6105                 return NULL;
6106
6107         if (map->n == 0) {
6108                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6109                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6110                 isl_map_free(map);
6111                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6112         }
6113
6114         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6115         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6116                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6117
6118                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6119                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6120         }
6121
6122         isl_map_free(map);
6123
6124         return pwaff;
6125 }
6126
6127 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6128  * parameters and input dimensions, but independently of
6129  * the other output dimensions.
6130  */
6131 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6132 {
6133         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6134 }
6135
6136 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6137  * as a function of the parameters,
6138  * but independently of the other set dimensions.
6139  */
6140 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6141         int max)
6142 {
6143         return map_dim_opt(set, pos, max);
6144 }
6145
6146 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6147  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6148  */
6149 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6150 {
6151         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6152 }
6153
6154 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6155  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6156  */
6157 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6158 {
6159         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6160 }
6161
6162 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6163  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6164  */
6165 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6166         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6167 {
6168         unsigned nparam;
6169
6170         if (!bset || !mat)
6171                 goto error;
6172
6173         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6174         if (!bset->dim)
6175                 goto error;
6176
6177         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6178
6179         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6180
6181         bset->dim->nparam = 0;
6182         bset->dim->n_out = nparam;
6183         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6184         if (bset) {
6185                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6186                 bset->dim->n_out = 0;
6187         }
6188         return bset;
6189 error:
6190         isl_mat_free(mat);
6191         isl_basic_set_free(bset);
6192         return NULL;
6193 }
6194
6195 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6196  * set is assumed to have only parameters and divs.
6197  */
6198 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6199         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6200 {
6201         isl_space *dim = NULL;
6202         unsigned nparam;
6203
6204         if (!set || !mat)
6205                 goto error;
6206
6207         dim = isl_space_copy(set->dim);
6208         dim = isl_space_cow(dim);
6209         if (!dim)
6210                 goto error;
6211
6212         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6213
6214         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6215
6216         dim->nparam = 0;
6217         dim->n_out = nparam;
6218         isl_set_reset_space(set, dim);
6219         set = isl_set_preimage(set, mat);
6220         if (!set)
6221                 goto error2;
6222         dim = isl_space_copy(set->dim);
6223         dim = isl_space_cow(dim);
6224         if (!dim)
6225                 goto error2;
6226         dim->nparam = dim->n_out;
6227         dim->n_out = 0;
6228         isl_set_reset_space(set, dim);
6229         return set;
6230 error:
6231         isl_space_free(dim);
6232         isl_mat_free(mat);
6233 error2:
6234         isl_set_free(set);
6235         return NULL;
6236 }
6237
6238 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6239  * equalities in "eq".
6240  */
6241 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6242         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6243 {
6244         int i, k;
6245         unsigned len;
6246
6247         if (!bset || !eq)
6248                 goto error;
6249
6250         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6251                                         eq->n_row, 0);
6252         if (!bset)
6253                 goto error;
6254
6255         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6256         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6257                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6258                 if (k < 0)
6259                         goto error;
6260                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6261                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6262         }
6263         isl_mat_free(eq);
6264
6265         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6266         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6267
6268         return bset;
6269 error:
6270         isl_mat_free(eq);
6271         isl_basic_set_free(bset);
6272         return NULL;
6273 }
6274
6275 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6276  * equalities in "eq".
6277  */
6278 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6279         struct isl_mat *eq)
6280 {
6281         int i;
6282
6283         if (!set || !eq)
6284                 goto error;
6285
6286         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6287                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6288                                         isl_mat_copy(eq));
6289                 if (!set->p[i])
6290                         goto error;
6291         }
6292         isl_mat_free(eq);
6293         return set;
6294 error:
6295         isl_mat_free(eq);
6296         isl_set_free(set);
6297         return NULL;
6298 }
6299
6300 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6301  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6302  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6303  * The output has the same parameters, but only
6304  * explicit existentially quantified variables.
6305  *
6306  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6307  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6308  * among the parameters by performing a variable compression on
6309  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6310  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6311  */
6312 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6313 {
6314         int i, j;
6315         struct isl_mat *eq;
6316         struct isl_mat *T, *T2;
6317         struct isl_set *set;
6318         unsigned nparam, n_div;
6319
6320         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6321         if (!bset)
6322                 return NULL;
6323
6324         if (bset->n_eq == 0)
6325                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6326
6327         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6328
6329         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6330         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6331
6332         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6333                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6334                         ++i;
6335         }
6336         if (i == bset->n_eq)
6337                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6338
6339         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6340                 0, 1 + nparam);
6341         eq = isl_mat_cow(eq);
6342         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6343         if (T && T->n_col == 0) {
6344                 isl_mat_free(T);
6345                 isl_mat_free(T2);
6346                 isl_mat_free(eq);
6347                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6348                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6349         }
6350         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6351
6352         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6353         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6354         set = set_append_equalities(set, eq);
6355         return set;
6356 }
6357
6358 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6359  * quantified variables.
6360  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6361  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6362  * no input or output dimensions and the dimension specification
6363  * is reset to that of the input.
6364  */
6365 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6366 {
6367         struct isl_basic_set *bset;
6368         struct isl_set *set;
6369         struct isl_map *map;
6370         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6371         unsigned         nparam;
6372         unsigned         n_in;
6373         unsigned         n_out;
6374
6375         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6376         if (!bmap)
6377                 return NULL;
6378
6379         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6380         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6381         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6382         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6383         if (!dim)
6384                 goto error;
6385
6386         orig_dim = bmap->dim;
6387         bmap->dim = dim;
6388         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6389
6390         set = parameter_compute_divs(bset);
6391         map = (struct isl_map *)set;
6392         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6393
6394         return map;
6395 error:
6396         isl_basic_map_free(bmap);
6397         return NULL;
6398 }
6399
6400 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6401 {
6402         int i;
6403         unsigned off;
6404
6405         if (!bmap)
6406                 return -1;
6407
6408         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6409         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6410                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6411                         return 0;
6412                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6413                                 return -1);
6414         }
6415         return 1;
6416 }
6417
6418 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6419 {
6420         int i;
6421
6422         if (!map)
6423                 return -1;
6424
6425         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6426                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6427                 if (known <= 0)
6428                         return known;
6429         }
6430
6431         return 1;
6432 }
6433
6434 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6435  * expressions for them.  However, this computation may be
6436  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6437  * strictly needed.
6438  */
6439 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6440 {
6441         int known;
6442         struct isl_map *map;
6443
6444         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6445         if (known < 0)
6446                 goto error;
6447         if (known)
6448                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6449
6450         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6451
6452         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6453         if (known < 0)
6454                 goto error;
6455         if (known)
6456                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6457
6458         map = compute_divs(bmap);
6459         return map;
6460 error:
6461         isl_basic_map_free(bmap);
6462         return NULL;
6463 }
6464
6465 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6466 {
6467         int i;
6468         int known;
6469         struct isl_map *res;
6470
6471         if (!map)
6472                 return NULL;
6473         if (map->n == 0)
6474                 return map;
6475
6476         known = map_divs_known(map);
6477         if (known < 0) {
6478                 isl_map_free(map);
6479                 return NULL;
6480         }
6481         if (known)
6482                 return map;
6483
6484         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6485         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6486                 struct isl_map *r2;
6487                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6488                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6489                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6490                 else
6491                         res = isl_map_union(res, r2);
6492         }
6493         isl_map_free(map);
6494
6495         return res;
6496 }
6497
6498 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6499 {
6500         return (struct isl_set *)
6501                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6502 }
6503
6504 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6505 {
6506         return (struct isl_set *)
6507                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6508 }
6509
6510 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6511 {
6512         int i;
6513         struct isl_set *set;
6514
6515         if (!map)
6516                 goto error;
6517
6518         map = isl_map_cow(map);
6519         if (!map)
6520                 return NULL;
6521
6522         set = (struct isl_set *)map;
6523         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6524         if (!set->dim)
6525                 goto error;
6526         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6527                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6528                 if (!set->p[i])
6529                         goto error;
6530         }
6531         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6532         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6533         return set;
6534 error:
6535         isl_map_free(map);
6536         return NULL;
6537 }
6538
6539 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6540  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6541  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6542  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6543  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6544  * may not be disjoint.
6545  *
6546  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6547  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6548  */
6549 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6550         __isl_take isl_map *map2)
6551 {
6552         int i;
6553         unsigned flags = 0;
6554         struct isl_map *map = NULL;
6555         int is_universe;
6556
6557         if (!map1 || !map2)
6558                 goto error;
6559
6560         if (map1->n == 0) {
6561                 isl_map_free(map1);
6562                 return map2;
6563         }
6564         if (map2->n == 0) {
6565                 isl_map_free(map2);
6566                 return map1;
6567         }
6568
6569         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6570         if (is_universe < 0)
6571                 goto error;
6572         if (is_universe) {
6573                 isl_map_free(map2);
6574                 return map1;
6575         }
6576
6577         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6578         if (is_universe < 0)
6579                 goto error;
6580         if (is_universe) {
6581                 isl_map_free(map1);
6582                 return map2;
6583         }
6584
6585         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6586
6587         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6588             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6589                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6590
6591         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6592                                 map1->n + map2->n, flags);
6593         if (!map)
6594                 goto error;
6595         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6596                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6597                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6598                 if (!map)
6599                         goto error;
6600         }
6601         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6602                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6603                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6604                 if (!map)
6605                         goto error;
6606         }
6607         isl_map_free(map1);
6608         isl_map_free(map2);
6609         return map;
6610 error:
6611         isl_map_free(map);
6612         isl_map_free(map1);
6613         isl_map_free(map2);
6614         return NULL;
6615 }
6616
6617 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6618         __isl_take isl_map *map2)
6619 {
6620         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6621 }
6622
6623 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6624 {
6625         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6626         if (!map1)
6627                 return NULL;
6628         if (map1->n > 1)
6629                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6630         return map1;
6631 }
6632
6633 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6634                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6635 {
6636         return (struct isl_set *)
6637                 isl_map_union_disjoint(
6638                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6639 }
6640
6641 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6642 {
6643         return (struct isl_set *)
6644                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6645 }
6646
6647 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6648  * the results.
6649  *
6650  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6651  */
6652 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6653         __isl_take isl_set *set,
6654         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6655                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6656 {
6657         unsigned flags = 0;
6658         struct isl_map *result;
6659         int i, j;
6660
6661         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6662                 isl_set_free(set);
6663                 return map;
6664         }
6665
6666         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6667             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6668                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6669
6670         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6671                                         map->n * set->n, flags);
6672         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6673                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6674                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6675                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6676                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6677                         if (!result)
6678                                 break;
6679                 }
6680
6681         isl_map_free(map);
6682         isl_set_free(set);
6683         return result;
6684 }
6685
6686 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6687         __isl_take isl_set *set)
6688 {
6689         if (!map || !set)
6690                 goto error;
6691
6692         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6693                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6694                         "incompatible spaces", goto error);
6695
6696         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6697 error:
6698         isl_map_free(map);
6699         isl_set_free(set);
6700         return NULL;
6701 }
6702
6703 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6704         __isl_take isl_set *set)
6705 {
6706         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6707 }
6708
6709 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6710         __isl_take isl_set *set)
6711 {
6712         if (!map || !set)
6713                 goto error;
6714
6715         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6716                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6717                         "incompatible spaces", goto error);
6718
6719         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6720 error:
6721         isl_map_free(map);
6722         isl_set_free(set);
6723         return NULL;
6724 }
6725
6726 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6727         __isl_take isl_set *set)
6728 {
6729         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6730                                                 &map_intersect_domain);
6731 }
6732
6733 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6734         __isl_take isl_map *map2)
6735 {
6736         if (!map1 || !map2)
6737                 goto error;
6738         map1 = isl_map_reverse(map1);
6739         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6740         return isl_map_reverse(map1);
6741 error:
6742         isl_map_free(map1);
6743         isl_map_free(map2);
6744         return NULL;
6745 }
6746
6747 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6748         __isl_take isl_map *map2)
6749 {
6750         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6751 }
6752
6753 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6754         __isl_take isl_map *map2)
6755 {
6756         isl_space *dim_result;
6757         struct isl_map *result;
6758         int i, j;
6759
6760         if (!map1 || !map2)
6761                 goto error;
6762
6763         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6764                                   isl_space_copy(map2->dim));
6765
6766         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6767         if (!result)
6768                 goto error;
6769         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6770                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6771                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6772                             isl_basic_map_apply_range(
6773                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6774                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6775                         if (!result)
6776                                 goto error;
6777                 }
6778         isl_map_free(map1);
6779         isl_map_free(map2);
6780         if (result && result->n <= 1)
6781                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6782         return result;
6783 error:
6784         isl_map_free(map1);
6785         isl_map_free(map2);
6786         return NULL;
6787 }
6788
6789 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6790         __isl_take isl_map *map2)
6791 {
6792         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6793 }
6794
6795 /*
6796  * returns range - domain
6797  */
6798 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6799 {
6800         isl_space *dims, *target_dim;
6801         struct isl_basic_set *bset;
6802         unsigned dim;
6803         unsigned nparam;
6804         int i;
6805
6806         if (!bmap)
6807                 goto error;
6808         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6809                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6810                    goto error);
6811         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6812         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6813         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6814         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6815         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6816         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6817         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6818         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6819         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6820         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6821                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6822                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6823                 if (j < 0)
6824                         goto error;
6825                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6826                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6827                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6828                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6829         }
6830         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6831         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6832         return bset;
6833 error:
6834         isl_basic_map_free(bmap);
6835         return NULL;
6836 }
6837
6838 /*
6839  * returns range - domain
6840  */
6841 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6842 {
6843         int i;
6844         isl_space *dim;
6845         struct isl_set *result;
6846
6847         if (!map)
6848                 return NULL;
6849
6850         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6851                                                  map->dim, isl_dim_out),
6852                    goto error);
6853         dim = isl_map_get_space(map);
6854         dim = isl_space_domain(dim);
6855         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6856         if (!result)
6857                 goto error;
6858         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6859                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6860                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6861         isl_map_free(map);
6862         return result;
6863 error:
6864         isl_map_free(map);
6865         return NULL;
6866 }
6867
6868 /*
6869  * returns [domain -> range] -> range - domain
6870  */
6871 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6872         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6873 {
6874         int i, k;
6875         isl_space *dim;
6876         isl_basic_map *domain;
6877         int nparam, n;
6878         unsigned total;
6879
6880         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6881                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6882                         "domain and range don't match", goto error);
6883
6884         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6885         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6886
6887         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6888         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6889
6890         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6891         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6892         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6893
6894         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6895
6896         for (i = 0; i < n; ++i) {
6897                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6898                 if (k < 0)
6899                         goto error;
6900                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6901                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6902                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6903                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6904         }
6905
6906         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6907         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6908 error:
6909         isl_basic_map_free(bmap);
6910         return NULL;
6911 }
6912
6913 /*
6914  * returns [domain -> range] -> range - domain
6915  */
6916 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6917 {
6918         int i;
6919         isl_space *domain_dim;
6920
6921         if (!map)
6922                 return NULL;
6923
6924         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6925                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6926                         "domain and range don't match", goto error);
6927
6928         map = isl_map_cow(map);
6929         if (!map)
6930                 return NULL;
6931
6932         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6933         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6934         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6935         if (!map->dim)
6936                 goto error;
6937         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6938                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6939                 if (!map->p[i])
6940                         goto error;
6941         }
6942         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6943         return map;
6944 error:
6945         isl_map_free(map);
6946         return NULL;
6947 }
6948
6949 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6950 {
6951         struct isl_basic_map *bmap;
6952         unsigned nparam;
6953         unsigned dim;
6954         int i;
6955
6956         if (!dims)
6957                 return NULL;
6958
6959         nparam = dims->nparam;
6960         dim = dims->n_out;
6961         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6962         if (!bmap)
6963                 goto error;
6964
6965         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6966                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6967                 if (j < 0)
6968                         goto error;
6969                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6970                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6971                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6972         }
6973         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6974 error:
6975         isl_basic_map_free(bmap);
6976         return NULL;
6977 }
6978
6979 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6980 {
6981         if (!dim)
6982                 return NULL;
6983         if (dim->n_in != dim->n_out)
6984                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6985                         "number of input and output dimensions needs to be "
6986                         "the same", goto error);
6987         return basic_map_identity(dim);
6988 error:
6989         isl_space_free(dim);
6990         return NULL;
6991 }
6992
6993 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6994 {
6995         if (!model || !model->dim)
6996                 return NULL;
6997         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6998 }
6999
7000 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7001 {
7002         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7003 }
7004
7005 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7006 {
7007         if (!model || !model->dim)
7008                 return NULL;
7009         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7010 }
7011
7012 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7013 {
7014         if (!model || !model->dim)
7015                 return NULL;
7016         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7017 }
7018
7019 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7020 {
7021         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7022         isl_map *id;
7023         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7024         return isl_map_intersect_range(id, set);
7025 }
7026
7027 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7028  * values.
7029  */
7030 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7031         __isl_take isl_space *space)
7032 {
7033         int i;
7034         unsigned nparam;
7035         unsigned dim;
7036         struct isl_basic_set *bset;
7037
7038         if (!space)
7039                 return NULL;
7040         nparam = space->nparam;
7041         dim = space->n_out;
7042         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7043         if (!bset)
7044                 return NULL;
7045         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7046                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7047                 if (k < 0)
7048                         goto error;
7049                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7050                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7051         }
7052         return bset;
7053 error:
7054         isl_basic_set_free(bset);
7055         return NULL;
7056 }
7057
7058 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7059  */
7060 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7061         int pos)
7062 {
7063         int k;
7064         isl_basic_set *nonneg;
7065
7066         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7067         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7068         if (k < 0)
7069                 goto error;
7070         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7071         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7072
7073         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7074 error:
7075         isl_basic_set_free(nonneg);
7076         return NULL;
7077 }
7078
7079 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7080  */
7081 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7082 {
7083         int k;
7084         isl_basic_set *neg;
7085
7086         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7087         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7088         if (k < 0)
7089                 goto error;
7090         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7091         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7092         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7093
7094         return isl_basic_set_finalize(neg);
7095 error:
7096         isl_basic_set_free(neg);
7097         return NULL;
7098 }
7099
7100 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7101         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7102 {
7103         int i;
7104         isl_basic_set *nonneg;
7105         isl_basic_set *neg;
7106
7107         if (!set)
7108                 return NULL;
7109         if (n == 0)
7110                 return set;
7111
7112         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7113
7114         for (i = 0; i < n; ++i) {
7115                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7116                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7117                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7118                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7119
7120                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7121         }
7122
7123         return set;
7124 error:
7125         isl_set_free(set);
7126         return NULL;
7127 }
7128
7129 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7130         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7131         void *user)
7132 {
7133         isl_set *half;
7134
7135         if (!set)
7136                 return -1;
7137         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7138                 isl_set_free(set);
7139                 return 0;
7140         }
7141         if (first == len)
7142                 return fn(set, signs, user);
7143
7144         signs[first] = 1;
7145         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7146                                                         1 + first));
7147         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7148         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7149                 goto error;
7150
7151         signs[first] = -1;
7152         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7153                                                         1 + first));
7154         half = isl_set_intersect(half, set);
7155         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7156 error:
7157         isl_set_free(set);
7158         return -1;
7159 }
7160
7161 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7162  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7163  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7164  * to the sign of the corresponding variable.
7165  */
7166 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7167         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7168         void *user)
7169 {
7170         unsigned nparam;
7171         unsigned nvar;
7172         int *signs;
7173         int r;
7174
7175         if (!set)
7176                 return -1;
7177         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7178                 return 0;
7179
7180         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7181         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7182
7183         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7184
7185         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7186                             fn, user);
7187
7188         free(signs);
7189
7190         return r;
7191 }
7192
7193 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7194 {
7195         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7196 }
7197
7198 int isl_basic_map_is_subset(
7199                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7200 {
7201         int is_subset;
7202         struct isl_map *map1;
7203         struct isl_map *map2;
7204
7205         if (!bmap1 || !bmap2)
7206                 return -1;
7207
7208         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7209         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7210
7211         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7212
7213         isl_map_free(map1);
7214         isl_map_free(map2);
7215
7216         return is_subset;
7217 }
7218
7219 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7220         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7221 {
7222         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7223 }
7224
7225 int isl_basic_map_is_equal(
7226                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7227 {
7228         int is_subset;
7229
7230         if (!bmap1 || !bmap2)
7231                 return -1;
7232         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7233         if (is_subset != 1)
7234                 return is_subset;
7235         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7236         return is_subset;
7237 }
7238
7239 int isl_basic_set_is_equal(
7240                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7241 {
7242         return isl_basic_map_is_equal(
7243                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7244 }
7245
7246 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7247 {
7248         int i;
7249         int is_empty;
7250
7251         if (!map)
7252                 return -1;
7253         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7254                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7255                 if (is_empty < 0)
7256                         return -1;
7257                 if (!is_empty)
7258                         return 0;
7259         }
7260         return 1;
7261 }
7262
7263 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7264 {
7265         return map ? map->n == 0 : -1;
7266 }
7267
7268 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7269 {
7270         return isl_map_plain_is_empty(map);
7271 }
7272
7273 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7274 {
7275         return set ? set->n == 0 : -1;
7276 }
7277
7278 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7279 {
7280         return isl_set_plain_is_empty(set);
7281 }
7282
7283 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7284 {
7285         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7286 }
7287
7288 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7289 {
7290         if (!map1 || !map2)
7291                 return -1;
7292
7293         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7294 }
7295
7296 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7297 {
7298         if (!set1 || !set2)
7299                 return -1;
7300
7301         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7302 }
7303
7304 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7305 {
7306         int is_subset;
7307
7308         if (!map1 || !map2)
7309                 return -1;
7310         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7311         if (is_subset != 1)
7312                 return is_subset;
7313         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7314         return is_subset;
7315 }
7316
7317 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7318 {
7319         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7320 }
7321
7322 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7323                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7324 {
7325         int is_subset;
7326
7327         if (!bmap1 || !bmap2)
7328                 return -1;
7329         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7330         if (is_subset != 1)
7331                 return is_subset;
7332         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7333         if (is_subset == -1)
7334                 return is_subset;
7335         return !is_subset;
7336 }
7337
7338 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7339 {
7340         int is_subset;
7341
7342         if (!map1 || !map2)
7343                 return -1;
7344         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7345         if (is_subset != 1)
7346                 return is_subset;
7347         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7348         if (is_subset == -1)
7349                 return is_subset;
7350         return !is_subset;
7351 }
7352
7353 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7354 {
7355         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7356 }
7357
7358 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7359 {
7360         if (!bmap)
7361                 return -1;
7362         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7363 }
7364
7365 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7366 {
7367         if (!bset)
7368                 return -1;
7369         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7370 }
7371
7372 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7373 {
7374         int i;
7375
7376         if (!map)
7377                 return -1;
7378
7379         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7380                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7381                 if (r < 0 || r)
7382                         return r;
7383         }
7384
7385         return 0;
7386 }
7387
7388 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7389 {
7390         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7391 }
7392
7393 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7394 {
7395         return isl_set_plain_is_universe(set);
7396 }
7397
7398 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7399 {
7400         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7401         struct isl_vec *sample = NULL;
7402         int empty;
7403         unsigned total;
7404
7405         if (!bmap)
7406                 return -1;
7407
7408         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7409                 return 1;
7410
7411         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7412                 return 0;
7413
7414         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7415                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7416                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7417                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7418                 isl_basic_map_free(copy);
7419                 return empty;
7420         }
7421
7422         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7423         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7424                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7425                 if (contains < 0)
7426                         return -1;
7427                 if (contains)
7428                         return 0;
7429         }
7430         isl_vec_free(bmap->sample);
7431         bmap->sample = NULL;
7432         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7433         if (!bset)
7434                 return -1;
7435         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7436         if (!sample)
7437                 return -1;
7438         empty = sample->size == 0;
7439         isl_vec_free(bmap->sample);
7440         bmap->sample = sample;
7441         if (empty)
7442                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7443
7444         return empty;
7445 }
7446
7447 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7448 {
7449         if (!bmap)
7450                 return -1;
7451         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7452 }
7453
7454 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7455 {
7456         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7457 }
7458
7459 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7460 {
7461         if (!bset)
7462                 return -1;
7463         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7464 }
7465
7466 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7467 {
7468         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7469 }
7470
7471 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7472 {
7473         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7474 }
7475
7476 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7477         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7478 {
7479         struct isl_map *map;
7480         if (!bmap1 || !bmap2)
7481                 goto error;
7482
7483         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7484
7485         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7486         if (!map)
7487                 goto error;
7488         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7489         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7490         return map;
7491 error:
7492         isl_basic_map_free(bmap1);
7493         isl_basic_map_free(bmap2);
7494         return NULL;
7495 }
7496
7497 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7498                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7499 {
7500         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7501                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7502                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7503 }
7504
7505 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7506 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7507 {
7508         int i;
7509         unsigned off;
7510
7511         if (!bmap)
7512                 return NULL;
7513
7514         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7515
7516         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7517                 int pos;
7518                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7519                         continue;
7520                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7521                                                             bmap->n_div-i);
7522                 if (pos == -1)
7523                         continue;
7524                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7525                 --i;
7526         }
7527         return bmap;
7528 }
7529
7530 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7531 {
7532         return (struct isl_basic_set *)
7533                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7534 }
7535
7536 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7537 {
7538         int i;
7539
7540         if (!map)
7541                 return 0;
7542
7543         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7544                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7545                 if (!map->p[i])
7546                         goto error;
7547         }
7548
7549         return map;
7550 error:
7551         isl_map_free(map);
7552         return NULL;
7553 }
7554
7555 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7556  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7557  * list of divs is given by "div".
7558  */
7559 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7560         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7561 {
7562         int i, j;
7563         int n_div;
7564
7565         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7566         if (!bset || !div)
7567                 goto error;
7568
7569         if (div->n_row < bset->n_div)
7570                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7571                         "not an expansion", goto error);
7572
7573         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7574                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7575                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7576
7577         n_div = bset->n_div;
7578         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7579                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7580                         goto error;
7581
7582         j = n_div - 1;
7583         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7584                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7585                         if (i != j)
7586                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7587                         j--;
7588                 } else {
7589                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7590                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7591                                 goto error;
7592                 }
7593         }
7594
7595         isl_mat_free(div);
7596         return bset;
7597 error:
7598         isl_basic_set_free(bset);
7599         isl_mat_free(div);
7600         return NULL;
7601 }
7602
7603 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7604  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7605  * 
7606  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7607  * of the corresponding div in dst otherwise.
7608  */
7609 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7610                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7611 {
7612         int i;
7613
7614         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7615
7616         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7617         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7618                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7619                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7620                                                 dst->n_div - div) == -1)
7621                         return i;
7622         return -1;
7623 }
7624
7625 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7626                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7627 {
7628         int i;
7629         unsigned total;
7630
7631         if (!dst || !src)
7632                 goto error;
7633
7634         if (src->n_div == 0)
7635                 return dst;
7636
7637         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7638                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7639
7640         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7641         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7642         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7643                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7644         if (!dst)
7645                 return NULL;
7646         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7647         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7648                 int j = find_div(dst, src, i);
7649                 if (j < 0) {
7650                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7651                         if (j < 0)
7652                                 goto error;
7653                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7654                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7655                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7656                                 goto error;
7657                 }
7658                 if (j != i)
7659                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7660         }
7661         return dst;
7662 error:
7663         isl_basic_map_free(dst);
7664         return NULL;
7665 }
7666
7667 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7668                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7669 {
7670         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7671                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7672 }
7673
7674 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7675 {
7676         int i;
7677
7678         if (!map)
7679                 return NULL;
7680         if (map->n == 0)
7681                 return map;
7682         map = isl_map_compute_divs(map);
7683         map = isl_map_cow(map);
7684         if (!map)
7685                 return NULL;
7686
7687         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7688                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7689         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7690                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7691
7692         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7693         return map;
7694 }
7695
7696 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7697 {
7698         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7699 }
7700
7701 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7702         __isl_take isl_map *map)
7703 {
7704         if (!set || !map)
7705                 goto error;
7706         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7707         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7708         set = isl_map_range(map);
7709         return set;
7710 error:
7711         isl_set_free(set);
7712         isl_map_free(map);
7713         return NULL;
7714 }
7715
7716 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7717         __isl_take isl_map *map)
7718 {
7719         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7720 }
7721
7722 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7723  * the meaning of the set.
7724  */
7725 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7726 {
7727         int i;
7728
7729         if (!map)
7730                 return NULL;
7731
7732         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7733                 remove_if_empty(map, i);
7734
7735         return map;
7736 }
7737
7738 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7739 {
7740         return (struct isl_set *)
7741                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7742 }
7743
7744 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7745 {
7746         struct isl_basic_map *bmap;
7747         if (!map || map->n == 0)
7748                 return NULL;
7749         bmap = map->p[map->n-1];
7750         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7751         return isl_basic_map_copy(bmap);
7752 }
7753
7754 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7755 {
7756         return (struct isl_basic_set *)
7757                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7758 }
7759
7760 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7761                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7762 {
7763         int i;
7764
7765         if (!map || !bmap)
7766                 goto error;
7767         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7768                 if (map->p[i] != bmap)
7769                         continue;
7770                 map = isl_map_cow(map);
7771                 if (!map)
7772                         goto error;
7773                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7774                 if (i != map->n-1) {
7775                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7776                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7777                 }
7778                 map->n--;
7779                 return map;
7780         }
7781         return map;
7782 error:
7783         isl_map_free(map);
7784         return NULL;
7785 }
7786
7787 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7788                                                 struct isl_basic_set *bset)
7789 {
7790         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7791                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7792 }
7793
7794 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7795  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7796  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7797  */
7798 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7799         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7800         int pos, isl_int *opt)
7801 {
7802         isl_space *dims;
7803         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7804         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7805         struct isl_ctx *ctx;
7806         struct isl_vec *obj;
7807         unsigned total;
7808         unsigned nparam;
7809         unsigned dim1, dim2;
7810         enum isl_lp_result res;
7811
7812         if (!bset1 || !bset2)
7813                 return isl_lp_error;
7814
7815         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7816         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7817         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7818         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7819         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7820         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7821         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7822         if (!bmap1 || !bmap2)
7823                 goto error;
7824         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7825         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7826                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7827                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7828         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7829         if (!bmap1)
7830                 goto error;
7831         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7832         ctx = bmap1->ctx;
7833         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7834         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7835         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7836         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7837         if (!obj)
7838                 goto error;
7839         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7840                                         opt, NULL, NULL);
7841         isl_basic_map_free(bmap1);
7842         isl_vec_free(obj);
7843         return res;
7844 error:
7845         isl_basic_map_free(bmap1);
7846         isl_basic_map_free(bmap2);
7847         return isl_lp_error;
7848 }
7849
7850 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7851  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7852  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7853  * smaller or larger than those in bset2.
7854  *
7855  * Returns
7856  *       1 if bset1 follows bset2
7857  *      -1 if bset1 precedes bset2
7858  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7859  *      -2 if some error occurred.
7860  */
7861 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7862         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7863 {
7864         isl_int opt;
7865         enum isl_lp_result res;
7866         int cmp;
7867
7868         isl_int_init(opt);
7869
7870         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7871
7872         if (res == isl_lp_empty)
7873                 cmp = 0;
7874         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7875                   res == isl_lp_unbounded)
7876                 cmp = 1;
7877         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7878                 cmp = -1;
7879         else
7880                 cmp = -2;
7881
7882         isl_int_clear(opt);
7883         return cmp;
7884 }
7885
7886 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7887  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7888  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7889  * than a value of the same dimension in bset2.
7890  *
7891  * Return
7892  *       1 if there exists such a pair
7893  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7894  *      -1 otherwise
7895  *      -2 if some error occurred.
7896  */
7897 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7898         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7899 {
7900         isl_int opt;
7901         enum isl_lp_result res;
7902         int cmp;
7903
7904         isl_int_init(opt);
7905
7906         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7907
7908         if (res == isl_lp_empty)
7909                 cmp = -1;
7910         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7911                   res == isl_lp_unbounded)
7912                 cmp = 1;
7913         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7914                 cmp = -1;
7915         else if (res == isl_lp_ok)
7916                 cmp = 0;
7917         else
7918                 cmp = -2;
7919
7920         isl_int_clear(opt);
7921         return cmp;
7922 }
7923
7924 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7925  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7926  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7927  * than a value of the same dimension in set2.
7928  *
7929  * Return
7930  *       1 if there exists such a pair
7931  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7932  *      -1 otherwise
7933  *      -2 if some error occurred.
7934  */
7935 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7936         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7937 {
7938         int i, j;
7939         int follows = -1;
7940
7941         if (!set1 || !set2)
7942                 return -2;
7943
7944         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7945                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7946                         int f;
7947                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7948                         if (f == 1 || f == -2)
7949                                 return f;
7950                         if (f > follows)
7951                                 follows = f;
7952                 }
7953
7954         return follows;
7955 }
7956
7957 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7958         unsigned pos, isl_int *val)
7959 {
7960         int i;
7961         int d;
7962         unsigned total;
7963
7964         if (!bmap)
7965                 return -1;
7966         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7967         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7968                 for (; d+1 > pos; --d)
7969                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7970                                 break;
7971                 if (d != pos)
7972                         continue;
7973                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7974                         return 0;
7975                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7976                         return 0;
7977                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7978                         return 0;
7979                 if (val)
7980                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7981                 return 1;
7982         }
7983         return 0;
7984 }
7985
7986 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7987         unsigned pos, isl_int *val)
7988 {
7989         int i;
7990         isl_int v;
7991         isl_int tmp;
7992         int fixed;
7993
7994         if (!map)
7995                 return -1;
7996         if (map->n == 0)
7997                 return 0;
7998         if (map->n == 1)
7999                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8000         isl_int_init(v);
8001         isl_int_init(tmp);
8002         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8003         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8004                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8005                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8006                         fixed = 0;
8007         }
8008         if (val)
8009                 isl_int_set(*val, v);
8010         isl_int_clear(tmp);
8011         isl_int_clear(v);
8012         return fixed;
8013 }
8014
8015 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8016         unsigned pos, isl_int *val)
8017 {
8018         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8019                                                 pos, val);
8020 }
8021
8022 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8023         isl_int *val)
8024 {
8025         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8026 }
8027
8028 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8029         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8030 {
8031         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8032                 return -1;
8033         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8034                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8035 }
8036
8037 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8038         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8039 {
8040         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8041                 return -1;
8042         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8043                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8044 }
8045
8046 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8047         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8048 {
8049         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8050 }
8051
8052 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8053         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8054 {
8055         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8056 }
8057
8058 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8059  * then return this fixed value in *val.
8060  */
8061 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8062         unsigned dim, isl_int *val)
8063 {
8064         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8065                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8066 }
8067
8068 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8069  * then return this fixed value in *val.
8070  */
8071 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8072         unsigned dim, isl_int *val)
8073 {
8074         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8075 }
8076
8077 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8078         unsigned dim, isl_int *val)
8079 {
8080         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8081 }
8082
8083 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8084  * then return this fixed value in *val.
8085  */
8086 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8087         unsigned in, isl_int *val)
8088 {
8089         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8090 }
8091
8092 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8093  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8094  */
8095 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8096         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8097 {
8098         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8099         isl_int *c;
8100         unsigned total;
8101         unsigned nparam;
8102
8103         if (!bset)
8104                 return -1;
8105         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8106         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8107         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8108                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8109                         continue;
8110                 if (i_eq != -1)
8111                         return 0;
8112                 i_eq = i;
8113         }
8114         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8115                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8116                         continue;
8117                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8118                         return 0;
8119                 i_ineq = i;
8120         }
8121         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8122                 return 0;
8123         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8124         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8125         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8126                 return 0;
8127         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8128                 return 0;
8129         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8130                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8131                 return 0;
8132         if (val)
8133                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8134         return 1;
8135 }
8136
8137 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8138         unsigned dim, isl_int *val)
8139 {
8140         int i;
8141         isl_int v;
8142         isl_int tmp;
8143         int fixed;
8144
8145         if (!set)
8146                 return -1;
8147         if (set->n == 0)
8148                 return 0;
8149         if (set->n == 1)
8150                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8151                                                                 dim, val);
8152         isl_int_init(v);
8153         isl_int_init(tmp);
8154         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8155                                                                 dim, &v);
8156         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8157                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8158                                                                 dim, &tmp);
8159                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8160                         fixed = 0;
8161         }
8162         if (val)
8163                 isl_int_set(*val, v);
8164         isl_int_clear(tmp);
8165         isl_int_clear(v);
8166         return fixed;
8167 }
8168
8169 struct constraint {
8170         unsigned        size;
8171         isl_int         *c;
8172 };
8173
8174 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8175  * variables sorting first.
8176  */
8177 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8178 {
8179         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8180         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8181         int l1, l2;
8182         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8183
8184         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8185         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8186
8187         if (l1 != l2)
8188                 return l1 - l2;
8189
8190         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8191 }
8192
8193 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8194         struct isl_basic_map *bmap)
8195 {
8196         int i;
8197         struct constraint *c;
8198         unsigned total;
8199
8200         if (!bmap)
8201                 return NULL;
8202         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8203         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8204         if (!c)
8205                 goto error;
8206         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8207                 c[i].size = total;
8208                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8209         }
8210         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8211         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8212                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8213         free(c);
8214         return bmap;
8215 error:
8216         isl_basic_map_free(bmap);
8217         return NULL;
8218 }
8219
8220 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8221         __isl_take isl_basic_set *bset)
8222 {
8223         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8224                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8225 }
8226
8227 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8228 {
8229         if (!bmap)
8230                 return NULL;
8231         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8232                 return bmap;
8233         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8234         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8235         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8236         return bmap;
8237 }
8238
8239 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8240 {
8241         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8242                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8243 }
8244
8245 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8246         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8247 {
8248         int i, cmp;
8249         unsigned total;
8250
8251         if (bmap1 == bmap2)
8252                 return 0;
8253         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8254             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8255                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8256         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8257                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8258         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8259                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8260         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8261                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8262         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8263             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8264                 return 0;
8265         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8266                 return 1;
8267         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8268                 return -1;
8269         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8270                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8271         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8272                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8273         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8274                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8275         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8276         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8277                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8278                 if (cmp)
8279                         return cmp;
8280         }
8281         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8282                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8283                 if (cmp)
8284                         return cmp;
8285         }
8286         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8287                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8288                 if (cmp)
8289                         return cmp;
8290         }
8291         return 0;
8292 }
8293
8294 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8295         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8296 {
8297         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8298 }
8299
8300 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8301 {
8302         int i, cmp;
8303
8304         if (set1 == set2)
8305                 return 0;
8306         if (set1->n != set2->n)
8307                 return set1->n - set2->n;
8308
8309         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8310                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8311                 if (cmp)
8312                         return cmp;
8313         }
8314
8315         return 0;
8316 }
8317
8318 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8319         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8320 {
8321         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8322 }
8323
8324 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8325         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8326 {
8327         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8328                                             (isl_basic_map *)bset2);
8329 }
8330
8331 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8332 {
8333         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8334         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8335
8336         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8337 }
8338
8339 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8340  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8341  * meaning of any possible other copies of map.
8342  */
8343 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8344 {
8345         int i, j;
8346         struct isl_basic_map *bmap;
8347
8348         if (!map)
8349                 return NULL;
8350         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8351                 return map;
8352         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8353                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8354                 if (!bmap)
8355                         goto error;
8356                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8357                 map->p[i] = bmap;
8358         }
8359         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8360         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8361         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8362         if (!map)
8363                 return NULL;
8364         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8365                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8366                         continue;
8367                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8368                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8369                         map->p[j-1] = map->p[j];
8370                 map->n--;
8371         }
8372         return map;
8373 error:
8374         isl_map_free(map);
8375         return NULL;
8376
8377 }
8378
8379 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8380 {
8381         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8382 }
8383
8384 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8385 {
8386         int i;
8387         int equal;
8388
8389         if (!map1 || !map2)
8390                 return -1;
8391
8392         if (map1 == map2)
8393                 return 1;
8394         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8395                 return 0;
8396
8397         map1 = isl_map_copy(map1);
8398         map2 = isl_map_copy(map2);
8399         map1 = isl_map_normalize(map1);
8400         map2 = isl_map_normalize(map2);
8401         if (!map1 || !map2)
8402                 goto error;
8403         equal = map1->n == map2->n;
8404         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8405                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8406                 if (equal < 0)
8407                         goto error;
8408         }
8409         isl_map_free(map1);
8410         isl_map_free(map2);
8411         return equal;
8412 error:
8413         isl_map_free(map1);
8414         isl_map_free(map2);
8415         return -1;
8416 }
8417
8418 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8419 {
8420         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8421 }
8422
8423 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8424 {
8425         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8426                                                 (struct isl_map *)set2);
8427 }
8428
8429 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8430 {
8431         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8432 }
8433
8434 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8435  */
8436 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8437         isl_int min, isl_int max)
8438 {
8439         int k;
8440         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8441
8442         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8443         if (!bset)
8444                 goto error;
8445
8446         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8447         if (k < 0)
8448                 goto error;
8449         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8450         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8451
8452         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8453         if (k < 0)
8454                 goto error;
8455         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8456         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8457
8458         return bset;
8459 error:
8460         isl_basic_set_free(bset);
8461         return NULL;
8462 }
8463
8464 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8465  */
8466 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8467         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8468 {
8469         int i;
8470         unsigned dim;
8471         unsigned nparam;
8472         unsigned extra;
8473         unsigned n_eq;
8474         unsigned n_ineq;
8475         struct isl_basic_set *product = NULL;
8476
8477         if (!list)
8478                 goto error;
8479         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8480         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8481         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8482         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8483         extra = list->p[0]->n_div;
8484         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8485         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8486         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8487                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8488                 isl_assert(list->ctx,
8489                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8490                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8491                 extra += list->p[i]->n_div;
8492                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8493                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8494         }
8495         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8496                                         n_eq, n_ineq);
8497         if (!product)
8498                 goto error;
8499         dim = 0;
8500         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8501                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8502                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8503                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8504         }
8505         isl_basic_set_list_free(list);
8506         return product;
8507 error:
8508         isl_basic_set_free(product);
8509         isl_basic_set_list_free(list);
8510         return NULL;
8511 }
8512
8513 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8514                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8515 {
8516         isl_space *dim_result = NULL;
8517         struct isl_basic_map *bmap;
8518         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8519         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8520
8521         if (!bmap1 || !bmap2)
8522                 goto error;
8523
8524         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8525                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8526         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8527                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8528
8529         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8530         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8531         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8532         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8533         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8534
8535         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8536         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8537         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8538         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8539         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8540         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8541         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8542         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8543         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8544         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8545         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8546
8547         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8548                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8549                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8550                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8551         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8552         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8553         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8554         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8555 error:
8556         isl_basic_map_free(bmap1);
8557         isl_basic_map_free(bmap2);
8558         return NULL;
8559 }
8560
8561 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8562         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8563 {
8564         isl_basic_map *prod;
8565
8566         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8567         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8568         return prod;
8569 }
8570
8571 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8572         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8573 {
8574         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8575 }
8576
8577 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8578         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8579 {
8580         isl_space *space_result = NULL;
8581         isl_basic_map *bmap;
8582         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8583         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8584
8585         if (!bmap1 || !bmap2)
8586                 goto error;
8587
8588         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8589                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8590
8591         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8592         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8593         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8594         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8595
8596         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8597         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8598         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8599         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8600         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8601         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8602         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8603         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8604         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8605         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8606         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8607
8608         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8609                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8610                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8611                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8612         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8613         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8614         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8615         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8616 error:
8617         isl_basic_map_free(bmap1);
8618         isl_basic_map_free(bmap2);
8619         return NULL;
8620 }
8621
8622 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8623         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8624 {
8625         isl_space *dim_result = NULL;
8626         isl_basic_map *bmap;
8627         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8628         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8629
8630         if (!bmap1 || !bmap2)
8631                 goto error;
8632
8633         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8634                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8635                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8636                         "parameters don't match", goto error);
8637
8638         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8639                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8640
8641         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8642         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8643         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8644         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8645
8646         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8647         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8648         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8649         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8650         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8651         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8652         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8653         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8654         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8655         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8656         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8657
8658         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8659                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8660                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8661                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8662         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8663         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8664         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8665         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8666 error:
8667         isl_basic_map_free(bmap1);
8668         isl_basic_map_free(bmap2);
8669         return NULL;
8670 }
8671
8672 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8673         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8674 {
8675         isl_basic_map *prod;
8676
8677         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8678         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8679         return prod;
8680 }
8681
8682 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8683         __isl_take isl_map *map2,
8684         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8685                                            __isl_take isl_space *right),
8686         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8687                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8688 {
8689         unsigned flags = 0;
8690         struct isl_map *result;
8691         int i, j;
8692
8693         if (!map1 || !map2)
8694                 goto error;
8695
8696         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8697                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8698
8699         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8700             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8701                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8702
8703         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8704                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8705                                 map1->n * map2->n, flags);
8706         if (!result)
8707                 goto error;
8708         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8709                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8710                         struct isl_basic_map *part;
8711                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8712                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8713                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8714                                 isl_basic_map_free(part);
8715                         else
8716                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8717                         if (!result)
8718                                 goto error;
8719                 }
8720         isl_map_free(map1);
8721         isl_map_free(map2);
8722         return result;
8723 error:
8724         isl_map_free(map1);
8725         isl_map_free(map2);
8726         return NULL;
8727 }
8728
8729 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8730  */
8731 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8732         __isl_take isl_map *map2)
8733 {
8734         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8735 }
8736
8737 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8738         __isl_take isl_map *map2)
8739 {
8740         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8741 }
8742
8743 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8744  */
8745 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8746         __isl_take isl_map *map2)
8747 {
8748         isl_map *prod;
8749
8750         prod = isl_map_product(map1, map2);
8751         prod = isl_map_flatten(prod);
8752         return prod;
8753 }
8754
8755 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8756  */
8757 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8758 {
8759         return isl_map_range_product(set1, set2);
8760 }
8761
8762 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8763         __isl_take isl_set *set2)
8764 {
8765         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8766 }
8767
8768 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8769  */
8770 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8771         __isl_take isl_map *map2)
8772 {
8773         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8774                                 &isl_basic_map_domain_product);
8775 }
8776
8777 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8778  */
8779 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8780         __isl_take isl_map *map2)
8781 {
8782         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8783                                 &isl_basic_map_range_product);
8784 }
8785
8786 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8787         __isl_take isl_map *map2)
8788 {
8789         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8790                                                 &map_domain_product_aligned);
8791 }
8792
8793 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8794         __isl_take isl_map *map2)
8795 {
8796         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8797                                                 &map_range_product_aligned);
8798 }
8799
8800 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8801  */
8802 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8803         __isl_take isl_map *map2)
8804 {
8805         isl_map *prod;
8806
8807         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8808         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8809         return prod;
8810 }
8811
8812 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8813  */
8814 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8815         __isl_take isl_map *map2)
8816 {
8817         isl_map *prod;
8818
8819         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8820         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8821         return prod;
8822 }
8823
8824 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8825 {
8826         int i;
8827         uint32_t hash = isl_hash_init();
8828         unsigned total;
8829
8830         if (!bmap)
8831                 return 0;
8832         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8833         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8834         if (!bmap)
8835                 return 0;
8836         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8837         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8838         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8839                 uint32_t c_hash;
8840                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8841                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8842         }
8843         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8844         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8845                 uint32_t c_hash;
8846                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8847                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8848         }
8849         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8850         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8851                 uint32_t c_hash;
8852                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8853                         continue;
8854                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8855                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8856                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8857         }
8858         isl_basic_map_free(bmap);
8859         return hash;
8860 }
8861
8862 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8863 {
8864         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8865 }
8866
8867 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8868 {
8869         int i;
8870         uint32_t hash;
8871
8872         if (!map)
8873                 return 0;
8874         map = isl_map_copy(map);
8875         map = isl_map_normalize(map);
8876         if (!map)
8877                 return 0;
8878
8879         hash = isl_hash_init();
8880         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8881                 uint32_t bmap_hash;
8882                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8883                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8884         }
8885                 
8886         isl_map_free(map);
8887
8888         return hash;
8889 }
8890
8891 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8892 {
8893         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8894 }
8895
8896 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8897  * by the values of the other parameters and variables.
8898  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8899  */
8900 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8901 {
8902         int i;
8903         unsigned nparam;
8904
8905         if (!bset)
8906                 return -1;
8907         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8908         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8909                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8910                         return 1;
8911         return 0;
8912 }
8913
8914 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8915  * by the values of the other parameters and variables.
8916  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8917  * for each of the subsets.
8918  */
8919 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8920 {
8921         int i;
8922
8923         if (!set)
8924                 return -1;
8925         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8926                 int unique;
8927                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8928                 if (unique != 1)
8929                         return unique;
8930         }
8931         return 1;
8932 }
8933
8934 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8935 {
8936         return set ? set->n : 0;
8937 }
8938
8939 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8940         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8941 {
8942         int i;
8943
8944         if (!map)
8945                 return -1;
8946
8947         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8948                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8949                         return -1;
8950
8951         return 0;
8952 }
8953
8954 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8955         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8956 {
8957         int i;
8958
8959         if (!set)
8960                 return -1;
8961
8962         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8963                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8964                         return -1;
8965
8966         return 0;
8967 }
8968
8969 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8970 {
8971         isl_space *dim;
8972
8973         if (!bset)
8974                 return NULL;
8975
8976         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8977         if (!bset)
8978                 return NULL;
8979
8980         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8981         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8982         if (!dim)
8983                 goto error;
8984         isl_space_free(bset->dim);
8985         bset->dim = dim;
8986         bset->extra -= bset->n_div;
8987         bset->n_div = 0;
8988
8989         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8990
8991         return bset;
8992 error:
8993         isl_basic_set_free(bset);
8994         return NULL;
8995 }
8996
8997 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8998 {
8999         int i;
9000         isl_space *dim;
9001         unsigned n_div;
9002
9003         set = isl_set_align_divs(set);
9004
9005         if (!set)
9006                 return NULL;
9007
9008         set = isl_set_cow(set);
9009         if (!set)
9010                 return NULL;
9011
9012         n_div = set->p[0]->n_div;
9013         dim = isl_set_get_space(set);
9014         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9015         if (!dim)
9016                 goto error;
9017         isl_space_free(set->dim);
9018         set->dim = dim;
9019
9020         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9021                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9022                 if (!set->p[i])
9023                         goto error;
9024         }
9025
9026         return set;
9027 error:
9028         isl_set_free(set);
9029         return NULL;
9030 }
9031
9032 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9033 {
9034         isl_space *dim;
9035         struct isl_basic_map *bmap;
9036         unsigned n_set;
9037         unsigned n_div;
9038         unsigned n_param;
9039         unsigned total;
9040         int i, k, l;
9041
9042         set = isl_set_align_divs(set);
9043
9044         if (!set)
9045                 return NULL;
9046
9047         dim = isl_set_get_space(set);
9048         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9049                 isl_set_free(set);
9050                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9051         }
9052
9053         n_div = set->p[0]->n_div;
9054         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9055         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9056         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9057         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9058         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9059         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9060                 bmap = var_equal(bmap, i);
9061
9062         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9063         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9064                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9065                 if (k < 0)
9066                         goto error;
9067                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9068                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9069                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9070                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9071                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9072                             set->p[0]->div[i][0]);
9073
9074                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9075                 if (l < 0)
9076                         goto error;
9077                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9078                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9079                             set->p[0]->div[i][0]);
9080                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9081         }
9082
9083         isl_set_free(set);
9084         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9085         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9086         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9087 error:
9088         isl_set_free(set);
9089         isl_basic_map_free(bmap);
9090         return NULL;
9091 }
9092
9093 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9094 {
9095         unsigned dim;
9096         int size = 0;
9097
9098         if (!bset)
9099                 return -1;
9100
9101         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9102         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9103         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9104         size += bset->n_div * (2 + dim);
9105
9106         return size;
9107 }
9108
9109 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9110 {
9111         int i;
9112         int size = 0;
9113
9114         if (!set)
9115                 return -1;
9116
9117         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9118                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9119
9120         return size;
9121 }
9122
9123 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9124  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9125  */
9126 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9127         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9128 {
9129         int i;
9130
9131         if (!bmap)
9132                 return -1;
9133
9134         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9135
9136         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9137
9138         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9139                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9140                         continue;
9141                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9142                         return 1;
9143         }
9144
9145         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9146                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9147                         return 1;
9148
9149         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9150                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9151                 if (sgn > 0)
9152                         lower = 1;
9153                 if (sgn < 0)
9154                         upper = 1;
9155         }
9156
9157         return lower && upper;
9158 }
9159
9160 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9161         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9162 {
9163         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9164 }
9165
9166 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9167         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9168 {
9169         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9170 }
9171
9172 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9173         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9174 {
9175         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9176 }
9177
9178 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9179         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9180 {
9181         int i;
9182
9183         if (!map)
9184                 return -1;
9185
9186         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9187                 int bounded;
9188                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9189                 if (bounded < 0 || !bounded)
9190                         return bounded;
9191         }
9192
9193         return 1;
9194 }
9195
9196 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9197  * and a lower bound.
9198  */
9199 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9200         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9201 {
9202         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9203 }
9204
9205 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9206  */
9207 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9208         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9209         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9210                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9211 {
9212         int i;
9213
9214         if (!map)
9215                 return -1;
9216
9217         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9218                 int bounded;
9219                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9220                 if (bounded < 0 || bounded)
9221                         return bounded;
9222         }
9223
9224         return 0;
9225 }
9226
9227 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9228  */
9229 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9230         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9231 {
9232         return has_any_bound(set, type, pos,
9233                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9234 }
9235
9236 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9237  */
9238 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9239         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9240 {
9241         return has_any_bound(set, type, pos,
9242                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9243 }
9244
9245 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9246  */
9247 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9248         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9249         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9250                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9251 {
9252         int i;
9253
9254         if (!map)
9255                 return -1;
9256
9257         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9258                 int bounded;
9259                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9260                 if (bounded < 0 || !bounded)
9261                         return bounded;
9262         }
9263
9264         return 1;
9265 }
9266
9267 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9268  */
9269 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9270         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9271 {
9272         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9273 }
9274
9275 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9276  */
9277 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9278         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9279 {
9280         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9281 }
9282
9283 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9284  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9285  * elements of the array "signs".
9286  * Sign
9287  *      1 means that the variable is non-negative
9288  *      -1 means that the variable is non-positive
9289  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9290  */
9291 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9292         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9293 {
9294         isl_vec *bound = NULL;
9295         struct isl_tab *tab = NULL;
9296         struct isl_tab_undo *snap;
9297         int i;
9298
9299         if (!bset || !signs)
9300                 return -1;
9301
9302         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9303         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9304         if (!bound || !tab)
9305                 goto error;
9306
9307         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9308         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9309
9310         snap = isl_tab_snap(tab);
9311         for (i = 0; i < n; ++i) {
9312                 int empty;
9313
9314                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9315                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9316                         goto error;
9317                 empty = tab->empty;
9318                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9319                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9320                         goto error;
9321
9322                 if (empty) {
9323                         signs[i] = 1;
9324                         continue;
9325                 }
9326
9327                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9328                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9329                         goto error;
9330                 empty = tab->empty;
9331                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9332                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9333                         goto error;
9334
9335                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9336         }
9337
9338         isl_tab_free(tab);
9339         isl_vec_free(bound);
9340         return 0;
9341 error:
9342         isl_tab_free(tab);
9343         isl_vec_free(bound);
9344         return -1;
9345 }
9346
9347 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9348         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9349 {
9350         if (!bset || !signs)
9351                 return -1;
9352         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9353                 return -1);
9354
9355         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9356         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9357 }
9358
9359 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9360  * In particular, for each output dimension, check that there is
9361  * an equality that defines the output dimension in terms of
9362  * earlier dimensions.
9363  */
9364 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9365 {
9366         int i, j;
9367         unsigned total;
9368         unsigned n_out;
9369         unsigned o_out;
9370
9371         if (!bmap)
9372                 return -1;
9373
9374         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9375         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9376         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9377
9378         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9379                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9380                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9381                                 continue;
9382                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9383                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9384                                 break;
9385                 }
9386                 if (j >= bmap->n_eq)
9387                         return 0;
9388         }
9389
9390         return 1;
9391 }
9392
9393 /* Check if the given basic map is single-valued.
9394  * We simply compute
9395  *
9396  *      M \circ M^-1
9397  *
9398  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9399  */
9400 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9401 {
9402         isl_space *space;
9403         isl_basic_map *test;
9404         isl_basic_map *id;
9405         int sv;
9406
9407         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9408         if (sv < 0 || sv)
9409                 return sv;
9410
9411         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9412         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9413
9414         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9415         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9416         id = isl_basic_map_identity(space);
9417
9418         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9419
9420         isl_basic_map_free(test);
9421         isl_basic_map_free(id);
9422
9423         return sv;
9424 }
9425
9426 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9427  */
9428 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9429 {
9430         if (!map)
9431                 return -1;
9432         if (map->n == 0)
9433                 return 1;
9434         if (map->n >= 2)
9435                 return 0;
9436
9437         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9438 }
9439
9440 /* Check if the given map is single-valued.
9441  * We simply compute
9442  *
9443  *      M \circ M^-1
9444  *
9445  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9446  */
9447 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9448 {
9449         isl_space *dim;
9450         isl_map *test;
9451         isl_map *id;
9452         int sv;
9453
9454         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9455         if (sv < 0 || sv)
9456                 return sv;
9457
9458         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9459         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9460
9461         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9462         id = isl_map_identity(dim);
9463
9464         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9465
9466         isl_map_free(test);
9467         isl_map_free(id);
9468
9469         return sv;
9470 }
9471
9472 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9473 {
9474         int in;
9475
9476         map = isl_map_copy(map);
9477         map = isl_map_reverse(map);
9478         in = isl_map_is_single_valued(map);
9479         isl_map_free(map);
9480
9481         return in;
9482 }
9483
9484 /* Check if the given map is obviously injective.
9485  */
9486 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9487 {
9488         int in;
9489
9490         map = isl_map_copy(map);
9491         map = isl_map_reverse(map);
9492         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9493         isl_map_free(map);
9494
9495         return in;
9496 }
9497
9498 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9499 {
9500         int sv;
9501
9502         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9503         if (sv < 0 || !sv)
9504                 return sv;
9505
9506         return isl_map_is_injective(map);
9507 }
9508
9509 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9510 {
9511         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9512 }
9513
9514 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9515 {
9516         int ok;
9517         isl_set *delta;
9518
9519         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9520         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9521         isl_set_free(delta);
9522
9523         return ok;
9524 }
9525
9526 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9527 {
9528         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9529                 return 0;
9530         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9531                 return 0;
9532         return 1;
9533 }
9534
9535 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9536 {
9537         int i, j;
9538         unsigned nvar;
9539         unsigned ovar;
9540
9541         if (!bset)
9542                 return -1;
9543
9544         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9545                 return 0;
9546
9547         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9548         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9549         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9550                 int lower = 0, upper = 0;
9551                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9552                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9553                                 continue;
9554                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9555                                 return 0;
9556                         break;
9557                 }
9558                 if (i < bset->n_eq)
9559                         continue;
9560                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9561                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9562                                 continue;
9563                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9564                                 return 0;
9565                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9566                                 lower = 1;
9567                         else
9568                                 upper = 1;
9569                 }
9570                 if (!lower || !upper)
9571                         return 0;
9572         }
9573
9574         return 1;
9575 }
9576
9577 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9578 {
9579         if (!set)
9580                 return -1;
9581         if (set->n != 1)
9582                 return 0;
9583
9584         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9585 }
9586
9587 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9588 {
9589         if (!bset)
9590                 return -1;
9591         
9592         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9593 }
9594
9595 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9596 {
9597         if (!set)
9598                 return -1;
9599         
9600         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9601 }
9602
9603 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9604 {
9605         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9606         if (!bmap)
9607                 return NULL;
9608
9609         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9610         if (!bmap->dim)
9611                 goto error;
9612
9613         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9614
9615         return (isl_basic_set *)bmap;
9616 error:
9617         isl_basic_map_free(bmap);
9618         return NULL;
9619 }
9620
9621 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9622 {
9623         int i;
9624
9625         map = isl_map_cow(map);
9626         if (!map)
9627                 return NULL;
9628
9629         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9630                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9631                 if (!map->p[i])
9632                         goto error;
9633         }
9634         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9635         if (!map->dim)
9636                 goto error;
9637
9638         return (isl_set *)map;
9639 error:
9640         isl_map_free(map);
9641         return NULL;
9642 }
9643
9644 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9645 {
9646         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9647         if (!bset)
9648                 return NULL;
9649
9650         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9651         if (!bset->dim)
9652                 goto error;
9653
9654         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9655
9656         return (isl_basic_map *)bset;
9657 error:
9658         isl_basic_set_free(bset);
9659         return NULL;
9660 }
9661
9662 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9663 {
9664         int i;
9665
9666         if (!set)
9667                 return NULL;
9668
9669         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9670                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9671                         goto error);
9672
9673         set = isl_set_cow(set);
9674         if (!set)
9675                 return NULL;
9676
9677         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9678                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9679                 if (!set->p[i])
9680                         goto error;
9681         }
9682
9683         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9684         if (!set->dim)
9685                 goto error;
9686
9687         return (isl_map *)set;
9688 error:
9689         isl_set_free(set);
9690         return NULL;
9691 }
9692
9693 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9694         enum isl_dim_type type)
9695 {
9696         if (!bmap)
9697                 return NULL;
9698
9699         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9700                 return bmap;
9701
9702         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9703         if (!bmap)
9704                 return NULL;
9705
9706         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9707         if (!bmap->dim)
9708                 goto error;
9709
9710         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9711
9712         return bmap;
9713 error:
9714         isl_basic_map_free(bmap);
9715         return NULL;
9716 }
9717
9718 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9719         enum isl_dim_type type)
9720 {
9721         int i;
9722
9723         if (!map)
9724                 return NULL;
9725
9726         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9727                 return map;
9728
9729         map = isl_map_cow(map);
9730         if (!map)
9731                 return NULL;
9732
9733         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9734                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9735                 if (!map->p[i])
9736                         goto error;
9737         }
9738         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9739         if (!map->dim)
9740                 goto error;
9741
9742         return map;
9743 error:
9744         isl_map_free(map);
9745         return NULL;
9746 }
9747
9748 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9749 {
9750         if (!bmap)
9751                 return NULL;
9752
9753         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9754                 return bmap;
9755
9756         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9757         if (!bmap)
9758                 return NULL;
9759
9760         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9761         if (!bmap->dim)
9762                 goto error;
9763
9764         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9765
9766         return bmap;
9767 error:
9768         isl_basic_map_free(bmap);
9769         return NULL;
9770 }
9771
9772 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9773 {
9774         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9775 }
9776
9777 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9778         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9779 {
9780         if (!bmap)
9781                 return NULL;
9782
9783         if (!bmap->dim->nested[0])
9784                 return bmap;
9785
9786         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9787         if (!bmap)
9788                 return NULL;
9789
9790         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9791         if (!bmap->dim)
9792                 goto error;
9793
9794         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9795
9796         return bmap;
9797 error:
9798         isl_basic_map_free(bmap);
9799         return NULL;
9800 }
9801
9802 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9803         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9804 {
9805         if (!bmap)
9806                 return NULL;
9807
9808         if (!bmap->dim->nested[1])
9809                 return bmap;
9810
9811         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9812         if (!bmap)
9813                 return NULL;
9814
9815         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9816         if (!bmap->dim)
9817                 goto error;
9818
9819         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9820
9821         return bmap;
9822 error:
9823         isl_basic_map_free(bmap);
9824         return NULL;
9825 }
9826
9827 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9828 {
9829         int i;
9830
9831         if (!map)
9832                 return NULL;
9833
9834         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9835                 return map;
9836
9837         map = isl_map_cow(map);
9838         if (!map)
9839                 return NULL;
9840
9841         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9842                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9843                 if (!map->p[i])
9844                         goto error;
9845         }
9846         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9847         if (!map->dim)
9848                 goto error;
9849
9850         return map;
9851 error:
9852         isl_map_free(map);
9853         return NULL;
9854 }
9855
9856 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9857 {
9858         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9859 }
9860
9861 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9862 {
9863         isl_space *dim, *flat_dim;
9864         isl_map *map;
9865
9866         dim = isl_set_get_space(set);
9867         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9868         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9869         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9870
9871         return map;
9872 }
9873
9874 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9875 {
9876         int i;
9877
9878         if (!map)
9879                 return NULL;
9880
9881         if (!map->dim->nested[0])
9882                 return map;
9883
9884         map = isl_map_cow(map);
9885         if (!map)
9886                 return NULL;
9887
9888         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9889                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9890                 if (!map->p[i])
9891                         goto error;
9892         }
9893         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9894         if (!map->dim)
9895                 goto error;
9896
9897         return map;
9898 error:
9899         isl_map_free(map);
9900         return NULL;
9901 }
9902
9903 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9904 {
9905         int i;
9906
9907         if (!map)
9908                 return NULL;
9909
9910         if (!map->dim->nested[1])
9911                 return map;
9912
9913         map = isl_map_cow(map);
9914         if (!map)
9915                 return NULL;
9916
9917         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9918                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9919                 if (!map->p[i])
9920                         goto error;
9921         }
9922         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9923         if (!map->dim)
9924                 goto error;
9925
9926         return map;
9927 error:
9928         isl_map_free(map);
9929         return NULL;
9930 }
9931
9932 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9933  * and set the dimension specification to "dim".
9934  */
9935 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9936         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9937 {
9938         isl_basic_map *res;
9939         unsigned flags;
9940
9941         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9942         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9943                 goto error;
9944
9945         flags = bmap->flags;
9946         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9947         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9948         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9949         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9950                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9951         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9952         if (res)
9953                 res->flags = flags;
9954         res = isl_basic_map_finalize(res);
9955         return res;
9956 error:
9957         free(dim_map);
9958         isl_basic_map_free(bmap);
9959         isl_space_free(dim);
9960         return NULL;
9961 }
9962
9963 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9964  */
9965 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9966         __isl_take isl_reordering *r)
9967 {
9968         int i;
9969         struct isl_dim_map *dim_map;
9970
9971         map = isl_map_cow(map);
9972         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9973         if (!map || !r || !dim_map)
9974                 goto error;
9975
9976         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9977                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9978
9979                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9980
9981                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9982                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9983
9984                 if (!map->p[i])
9985                         goto error;
9986         }
9987
9988         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9989
9990         isl_reordering_free(r);
9991         free(dim_map);
9992         return map;
9993 error:
9994         free(dim_map);
9995         isl_map_free(map);
9996         isl_reordering_free(r);
9997         return NULL;
9998 }
9999
10000 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10001         __isl_take isl_reordering *r)
10002 {
10003         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10004 }
10005
10006 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10007         __isl_take isl_space *model)
10008 {
10009         isl_ctx *ctx;
10010
10011         if (!map || !model)
10012                 goto error;
10013
10014         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10015         if (!isl_space_has_named_params(model))
10016                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10017                         "model has unnamed parameters", goto error);
10018         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10019                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10020                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10021         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10022                 isl_reordering *exp;
10023
10024                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10025                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10026                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10027                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10028                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10029                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10030                 map = isl_map_realign(map, exp);
10031         }
10032
10033         isl_space_free(model);
10034         return map;
10035 error:
10036         isl_space_free(model);
10037         isl_map_free(map);
10038         return NULL;
10039 }
10040
10041 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10042         __isl_take isl_space *model)
10043 {
10044         return isl_map_align_params(set, model);
10045 }
10046
10047 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10048  * additional parameters if needed.
10049  */
10050 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10051         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10052 {
10053         isl_ctx *ctx;
10054
10055         if (!bmap || !model)
10056                 goto error;
10057
10058         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10059         if (!isl_space_has_named_params(model))
10060                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10061                         "model has unnamed parameters", goto error);
10062         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10063                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10064                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10065         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10066                 isl_reordering *exp;
10067                 struct isl_dim_map *dim_map;
10068
10069                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10070                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10071                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10072                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10073                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10074                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10075                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10076                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10077                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10078                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10079                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10080                 isl_reordering_free(exp);
10081                 free(dim_map);
10082         }
10083
10084         isl_space_free(model);
10085         return bmap;
10086 error:
10087         isl_space_free(model);
10088         isl_basic_map_free(bmap);
10089         return NULL;
10090 }
10091
10092 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10093  * additional parameters if needed.
10094  */
10095 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10096         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10097 {
10098         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10099 }
10100
10101 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10102                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10103                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10104                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10105 {
10106         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10107         struct isl_mat *mat;
10108         int i, j, k;
10109         int pos;
10110
10111         if (!bmap)
10112                 return NULL;
10113         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10114                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10115         if (!mat)
10116                 return NULL;
10117         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10118                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10119                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10120                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10121                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10122                                             bmap->eq[i][off + k]);
10123                                 ++pos;
10124                         }
10125                 }
10126
10127         return mat;
10128 }
10129
10130 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10131                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10132                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10133                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10134 {
10135         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10136         struct isl_mat *mat;
10137         int i, j, k;
10138         int pos;
10139
10140         if (!bmap)
10141                 return NULL;
10142         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10143                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10144         if (!mat)
10145                 return NULL;
10146         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10147                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10148                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10149                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10150                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10151                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10152                                 ++pos;
10153                         }
10154                 }
10155
10156         return mat;
10157 }
10158
10159 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10160         __isl_take isl_space *dim,
10161         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10162         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10163         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10164 {
10165         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10166         isl_basic_map *bmap;
10167         unsigned total;
10168         unsigned extra;
10169         int i, j, k, l;
10170         int pos;
10171
10172         if (!dim || !eq || !ineq)
10173                 goto error;
10174
10175         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10176                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10177                         "equalities and inequalities matrices should have "
10178                         "same number of columns", goto error);
10179
10180         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10181
10182         if (eq->n_col < total)
10183                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10184                         "number of columns too small", goto error);
10185
10186         extra = eq->n_col - total;
10187
10188         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10189                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10190         if (!bmap)
10191                 goto error;
10192         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10193                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10194                 if (k < 0)
10195                         goto error;
10196                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10197         }
10198         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10199                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10200                 if (l < 0)
10201                         goto error;
10202                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10203                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10204                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10205                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10206                                             eq->row[i][pos]);
10207                                 ++pos;
10208                         }
10209                 }
10210         }
10211         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10212                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10213                 if (l < 0)
10214                         goto error;
10215                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10216                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10217                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10218                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10219                                             ineq->row[i][pos]);
10220                                 ++pos;
10221                         }
10222                 }
10223         }
10224
10225         isl_space_free(dim);
10226         isl_mat_free(eq);
10227         isl_mat_free(ineq);
10228
10229         return bmap;
10230 error:
10231         isl_space_free(dim);
10232         isl_mat_free(eq);
10233         isl_mat_free(ineq);
10234         return NULL;
10235 }
10236
10237 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10238         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10239         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10240 {
10241         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10242                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10243 }
10244
10245 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10246         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10247         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10248 {
10249         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10250                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10251 }
10252
10253 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10254         __isl_take isl_space *dim,
10255         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10256         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10257 {
10258         return (isl_basic_set*)
10259             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10260                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10261 }
10262
10263 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10264 {
10265         if (!bmap)
10266                 return -1;
10267         
10268         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10269 }
10270
10271 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10272 {
10273         if (!map)
10274                 return -1;
10275         
10276         return isl_space_can_zip(map->dim);
10277 }
10278
10279 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10280  * (A -> C) -> (B -> D).
10281  */
10282 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10283 {
10284         unsigned pos;
10285         unsigned n1;
10286         unsigned n2;
10287
10288         if (!bmap)
10289                 return NULL;
10290
10291         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10292                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10293                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10294         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10295                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10296         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10297         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10298         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10299         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10300         if (!bmap)
10301                 return NULL;
10302         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10303         if (!bmap->dim)
10304                 goto error;
10305         return bmap;
10306 error:
10307         isl_basic_map_free(bmap);
10308         return NULL;
10309 }
10310
10311 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10312  * (A -> C) -> (B -> D).
10313  */
10314 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10315 {
10316         int i;
10317
10318         if (!map)
10319                 return NULL;
10320
10321         if (!isl_map_can_zip(map))
10322                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10323                         goto error);
10324
10325         map = isl_map_cow(map);
10326         if (!map)
10327                 return NULL;
10328
10329         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10330                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10331                 if (!map->p[i])
10332                         goto error;
10333         }
10334
10335         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10336         if (!map->dim)
10337                 goto error;
10338
10339         return map;
10340 error:
10341         isl_map_free(map);
10342         return NULL;
10343 }
10344
10345 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10346  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10347  */
10348 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10349 {
10350         if (!bmap)
10351                 return -1;
10352
10353         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10354 }
10355
10356 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10357  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10358  */
10359 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10360 {
10361         if (!map)
10362                 return -1;
10363
10364         return isl_space_can_curry(map->dim);
10365 }
10366
10367 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10368  * A -> (B -> C).
10369  */
10370 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10371 {
10372
10373         if (!bmap)
10374                 return NULL;
10375
10376         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10377                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10378                         "basic map cannot be curried", goto error);
10379         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10380         if (!bmap->dim)
10381                 goto error;
10382         return bmap;
10383 error:
10384         isl_basic_map_free(bmap);
10385         return NULL;
10386 }
10387
10388 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10389  * A -> (B -> C).
10390  */
10391 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10392 {
10393         int i;
10394
10395         if (!map)
10396                 return NULL;
10397
10398         if (!isl_map_can_curry(map))
10399                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10400                         goto error);
10401
10402         map = isl_map_cow(map);
10403         if (!map)
10404                 return NULL;
10405
10406         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10407                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10408                 if (!map->p[i])
10409                         goto error;
10410         }
10411
10412         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10413         if (!map->dim)
10414                 goto error;
10415
10416         return map;
10417 error:
10418         isl_map_free(map);
10419         return NULL;
10420 }
10421
10422 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10423  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10424  */
10425 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10426 {
10427         if (!bmap)
10428                 return -1;
10429
10430         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10431 }
10432
10433 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10434  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10435  */
10436 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10437 {
10438         if (!map)
10439                 return -1;
10440
10441         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10442 }
10443
10444 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10445  * (A -> B) -> C.
10446  */
10447 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10448 {
10449
10450         if (!bmap)
10451                 return NULL;
10452
10453         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10454                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10455                         "basic map cannot be uncurried",
10456                         return isl_basic_map_free(bmap));
10457         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10458         if (!bmap->dim)
10459                 return isl_basic_map_free(bmap);
10460         return bmap;
10461 }
10462
10463 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10464  * (A -> B) -> C.
10465  */
10466 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10467 {
10468         int i;
10469
10470         if (!map)
10471                 return NULL;
10472
10473         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10474                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10475                         return isl_map_free(map));
10476
10477         map = isl_map_cow(map);
10478         if (!map)
10479                 return NULL;
10480
10481         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10482                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10483                 if (!map->p[i])
10484                         return isl_map_free(map);
10485         }
10486
10487         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10488         if (!map->dim)
10489                 return isl_map_free(map);
10490
10491         return map;
10492 }
10493
10494 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10495  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10496  */
10497 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10498 {
10499         int k;
10500         int pos;
10501         isl_local_space *ls;
10502         isl_basic_map *bmap;
10503
10504         if (!aff)
10505                 return NULL;
10506
10507         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10508         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10509         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10510         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10511         if (k < 0)
10512                 goto error;
10513
10514         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10515         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10516         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10517         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10518                     aff->v->size - (pos + 1));
10519
10520         isl_aff_free(aff);
10521         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10522         return bmap;
10523 error:
10524         isl_aff_free(aff);
10525         isl_basic_map_free(bmap);
10526         return NULL;
10527 }
10528
10529 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10530  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10531  */
10532 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10533 {
10534         isl_basic_map *bmap;
10535
10536         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10537         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10538 }
10539
10540 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10541  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10542  * corresponding affine expression.
10543  */
10544 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10545         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10546 {
10547         int i;
10548         isl_space *space;
10549         isl_basic_map *bmap;
10550
10551         if (!maff)
10552                 return NULL;
10553
10554         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10555                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10556                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10557
10558         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10559         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10560
10561         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10562                 isl_aff *aff;
10563                 isl_basic_map *bmap_i;
10564
10565                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10566                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10567
10568                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10569         }
10570
10571         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10572
10573         isl_multi_aff_free(maff);
10574         return bmap;
10575 }
10576
10577 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10578  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10579  * corresponding affine expression.
10580  */
10581 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10582 {
10583         isl_basic_map *bmap;
10584
10585         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10586         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10587 }
10588
10589 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10590  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10591  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10592  * corresponding affine expression.
10593  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10594  * domain_dim.
10595  */
10596 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10597         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10598 {
10599         int i;
10600         isl_space *dim;
10601         isl_basic_map *bmap;
10602
10603         if (!list)
10604                 return NULL;
10605
10606         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10607         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10608
10609         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10610                 isl_aff *aff;
10611                 isl_basic_map *bmap_i;
10612
10613                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10614                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10615
10616                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10617         }
10618
10619         isl_aff_list_free(list);
10620         return bmap;
10621 }
10622
10623 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10624         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10625 {
10626         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10627 }
10628
10629 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10630  */
10631 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10632         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10633 {
10634         isl_basic_map *bmap = NULL;
10635         int i;
10636
10637         if (!space)
10638                 return NULL;
10639
10640         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10641                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10642                         "index out of bounds", goto error);
10643         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10644                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10645                         "index out of bounds", goto error);
10646
10647         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10648                 return isl_basic_map_universe(space);
10649
10650         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10651         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10652         if (i < 0)
10653                 goto error;
10654         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10655         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10656         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10657         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10658         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10659         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10660         isl_space_free(space);
10661         return bmap;
10662 error:
10663         isl_space_free(space);
10664         isl_basic_map_free(bmap);
10665         return NULL;
10666 }
10667
10668 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10669  */
10670 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10671         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10672 {
10673         isl_basic_map *eq;
10674
10675         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10676
10677         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10678
10679         return bmap;
10680 }
10681
10682 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10683  */
10684 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10685         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10686 {
10687         isl_basic_map *bmap;
10688
10689         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10690
10691         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10692
10693         return map;
10694 }
10695
10696 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10697  */
10698 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10699         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10700 {
10701         isl_basic_map *bmap = NULL;
10702         int i;
10703
10704         if (!map)
10705                 return NULL;
10706
10707         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10708                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10709                         "index out of bounds", goto error);
10710         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10711                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10712                         "index out of bounds", goto error);
10713
10714         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10715         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10716         if (i < 0)
10717                 goto error;
10718         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10719         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10720         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10721         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10722         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10723         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10724
10725         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10726
10727         return map;
10728 error:
10729         isl_basic_map_free(bmap);
10730         isl_map_free(map);
10731         return NULL;
10732 }
10733
10734 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10735  * greater than or equal to that of the second.
10736  */
10737 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10738         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10739 {
10740         isl_constraint *c;
10741         isl_local_space *ls;
10742
10743         if (!bmap)
10744                 return NULL;
10745
10746         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10747                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10748                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10749         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10750                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10751                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10752
10753         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10754                 return bmap;
10755
10756         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10757         c = isl_inequality_alloc(ls);
10758         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10759         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10760         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10761
10762         return bmap;
10763 }
10764
10765 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10766  * greater than that of the second.
10767  */
10768 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10769         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10770 {
10771         isl_basic_map *bmap = NULL;
10772         int i;
10773
10774         if (!map)
10775                 return NULL;
10776
10777         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10778                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10779                         "index out of bounds", goto error);
10780         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10781                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10782                         "index out of bounds", goto error);
10783
10784         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10785                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10786                 isl_map_free(map);
10787                 return isl_map_empty(space);
10788         }
10789
10790         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10791         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10792         if (i < 0)
10793                 goto error;
10794         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10795         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10796         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10797         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10798         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10799         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10800         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10801
10802         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10803
10804         return map;
10805 error:
10806         isl_basic_map_free(bmap);
10807         isl_map_free(map);
10808         return NULL;
10809 }
10810
10811 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10812  * smaller than that of the second.
10813  */
10814 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10815         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10816 {
10817         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10818 }
10819
10820 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10821         int pos)
10822 {
10823         isl_aff *div;
10824         isl_local_space *ls;
10825
10826         if (!bmap)
10827                 return NULL;
10828
10829         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10830                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10831                         "some divs are unknown", return NULL);
10832
10833         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10834         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10835         isl_local_space_free(ls);
10836
10837         return div;
10838 }
10839
10840 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10841         int pos)
10842 {
10843         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10844 }
10845
10846 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10847  *
10848  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10849  *
10850  *      f/d
10851  *
10852  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10853  *
10854  *      floor((a i + g)/m)
10855  *
10856  * is replaced by
10857  *
10858  *      floor((a f + d g)/(m d))
10859  *
10860  * Constraints of the form
10861  *
10862  *      a i + g
10863  *
10864  * are replaced by
10865  *
10866  *      a f + d g
10867  *
10868  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10869  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10870  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10871  */
10872 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10873         __isl_take isl_basic_set *bset,
10874         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10875 {
10876         int i;
10877         isl_int v;
10878         isl_ctx *ctx;
10879
10880         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10881                 return bset;
10882
10883         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10884         if (!bset || !subs)
10885                 goto error;
10886
10887         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10888         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10889                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10890                         "spaces don't match", goto error);
10891         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10892                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10893                         "cannot handle divs yet", goto error);
10894         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10895                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10896                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10897
10898         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10899
10900         isl_int_init(v);
10901
10902         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10903                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10904                         continue;
10905                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10906                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10907                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10908                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10909         }
10910
10911         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10912                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10913                         continue;
10914                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10915                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10916                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10917                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10918         }
10919
10920         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10921                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10922                         continue;
10923                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10924                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10925                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10926                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10927                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10928                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10929         }
10930
10931         isl_int_clear(v);
10932
10933         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10934         return isl_basic_set_finalize(bset);
10935 error:
10936         isl_basic_set_free(bset);
10937         return NULL;
10938 }
10939
10940 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10941  */
10942 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10943         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10944 {
10945         int i;
10946
10947         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10948                 return set;
10949
10950         set = isl_set_cow(set);
10951         if (!set || !subs)
10952                 goto error;
10953
10954         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10955                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10956                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10957                         goto error;
10958         }
10959
10960         return set;
10961 error:
10962         isl_set_free(set);
10963         return NULL;
10964 }
10965
10966 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
10967  * Return -1 if anything is wrong.
10968  */
10969 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
10970         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10971 {
10972         int m;
10973         isl_space *ma_space;
10974
10975         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
10976         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
10977         isl_space_free(ma_space);
10978         if (m >= 0 && !m)
10979                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10980                         "spaces don't match", return -1);
10981         return m;
10982 }
10983
10984 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
10985  * Return -1 if anything is wrong.
10986  */
10987 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
10988         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10989 {
10990         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
10991 }
10992
10993 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
10994  * of the other divs in "bset".
10995  */
10996 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10997         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
10998 {
10999         int i;
11000         isl_local_space *ls;
11001
11002         if (n_div == 0)
11003                 return 0;
11004
11005         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11006         if (!ls)
11007                 return -1;
11008
11009         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11010                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11011                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11012                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11013                         goto error;
11014         }
11015
11016         isl_local_space_free(ls);
11017         return 0;
11018 error:
11019         isl_local_space_free(ls);
11020         return -1;
11021 }
11022
11023 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11024  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11025  * different from one?
11026  */
11027 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11028 {
11029         int i;
11030         int strides = 0;
11031
11032         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11033                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11034                         strides++;
11035
11036         return strides;
11037 }
11038
11039 /* For each affine expression in ma of the form
11040  *
11041  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11042  *
11043  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11044  * of the form
11045  *
11046  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11047  *
11048  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11049  */
11050 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11051         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11052 {
11053         int i, k;
11054         int div;
11055         int total;
11056
11057         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11058         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11059                 int len;
11060
11061                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11062                         continue;
11063                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11064                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11065                 if (div < 0 || k < 0)
11066                         goto error;
11067                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11068                 len = ma->p[i]->v->size;
11069                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11070                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11071                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11072                 total++;
11073         }
11074
11075         return bset;
11076 error:
11077         isl_basic_set_free(bset);
11078         return NULL;
11079 }
11080
11081 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11082  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11083  * that lives in the domain space of "ma".
11084  *
11085  * If bset is represented by
11086  *
11087  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11088  *
11089  * and ma is represented by
11090  *
11091  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11092  *
11093  * then the result is
11094  *
11095  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11096  *
11097  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11098  * In particular
11099  *
11100  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11101  *
11102  * becomes
11103  *
11104  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11105  *
11106  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11107  *
11108  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11109  *
11110  * the additional constraints are added to ensure that we only
11111  * map back integer points.  That is we enforce
11112  *
11113  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11114  *
11115  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11116  *
11117  * We first copy over the divs from "ma".
11118  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11119  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11120  */
11121 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11122         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11123 {
11124         int i, k;
11125         isl_space *space;
11126         isl_basic_set *res = NULL;
11127         int n_div_bset, n_div_ma;
11128         isl_int f, c1, c2, g;
11129         int rational, strides;
11130
11131         isl_int_init(f);
11132         isl_int_init(c1);
11133         isl_int_init(c2);
11134         isl_int_init(g);
11135
11136         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11137         if (!bset || !ma)
11138                 goto error;
11139         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11140                 goto error;
11141
11142         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11143         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11144
11145         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11146         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11147         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11148         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11149                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11150         if (rational)
11151                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11152
11153         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11154                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11155                         goto error;
11156
11157         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11158                 goto error;
11159
11160         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11161                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11162                 if (k < 0)
11163                         goto error;
11164                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11165                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11166         }
11167
11168         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11169                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11170                 if (k < 0)
11171                         goto error;
11172                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11173                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11174         }
11175
11176         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11177                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11178                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11179                         continue;
11180                 }
11181                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11182                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11183         }
11184
11185         if (strides)
11186                 res = add_ma_strides(res, ma);
11187
11188         isl_int_clear(f);
11189         isl_int_clear(c1);
11190         isl_int_clear(c2);
11191         isl_int_clear(g);
11192         isl_basic_set_free(bset);
11193         isl_multi_aff_free(ma);
11194         res = isl_basic_set_simplify(res);
11195         return isl_basic_set_finalize(res);
11196 error:
11197         isl_int_clear(f);
11198         isl_int_clear(c1);
11199         isl_int_clear(c2);
11200         isl_int_clear(g);
11201         isl_basic_set_free(bset);
11202         isl_multi_aff_free(ma);
11203         isl_basic_set_free(res);
11204         return NULL;
11205 }
11206
11207 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11208  * Return -1 if anything is wrong.
11209  */
11210 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11211         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11212 {
11213         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11214 }
11215
11216 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11217  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11218  * that lives in the domain space of "ma".
11219  */
11220 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11221         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11222 {
11223         int i;
11224
11225         set = isl_set_cow(set);
11226         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11227         if (!set || !ma)
11228                 goto error;
11229         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11230                 goto error;
11231
11232         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11233                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11234                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11235                 if (!set->p[i])
11236                         goto error;
11237         }
11238
11239         isl_space_free(set->dim);
11240         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11241         if (!set->dim)
11242                 goto error;
11243
11244         isl_multi_aff_free(ma);
11245         if (set->n > 1)
11246                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11247         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11248         return set;
11249 error:
11250         isl_multi_aff_free(ma);
11251         isl_set_free(set);
11252         return NULL;
11253 }
11254
11255 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11256         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11257 {
11258         if (!set || !ma)
11259                 goto error;
11260
11261         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11262                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11263
11264         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11265             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11266                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11267                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11268         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11269         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11270
11271         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11272 error:
11273         isl_multi_aff_free(ma);
11274         return isl_set_free(set);
11275 }
11276
11277 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11278  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11279  * that lives in the domain space of "pma".
11280  */
11281 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11282         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11283 {
11284         int i;
11285         isl_set *res;
11286
11287         if (!pma)
11288                 goto error;
11289
11290         if (pma->n == 0) {
11291                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11292                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11293                 isl_set_free(set);
11294                 return res;
11295         }
11296
11297         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11298                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11299         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11300
11301         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11302                 isl_set *res_i;
11303
11304                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11305                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11306                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11307                 res = isl_set_union(res, res_i);
11308         }
11309
11310         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11311         isl_set_free(set);
11312         return res;
11313 error:
11314         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11315         isl_set_free(set);
11316         return NULL;
11317 }
11318
11319 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11320         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11321 {
11322         if (!set || !pma)
11323                 goto error;
11324
11325         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11326                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11327
11328         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11329             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11330                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11331                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11332         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11333         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11334
11335         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11336 error:
11337         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11338         return isl_set_free(set);
11339 }