343d5746a496898458a09f2e2096ce85c09e1ec2
[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         struct 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                                 goto error;
2908                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2909                         if (!result)
2910                                 goto error;
2911                 }
2912         isl_map_free(map1);
2913         isl_map_free(map2);
2914         return result;
2915 error:
2916         isl_map_free(map1);
2917         isl_map_free(map2);
2918         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         return NULL;
4290 }
4291
4292 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4293                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4294 {
4295         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4296 }
4297
4298 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4299         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4300 {
4301         struct isl_basic_map *bmap;
4302         struct isl_ctx *ctx;
4303         unsigned total;
4304         int i;
4305
4306         if (!bset || !like)
4307                 goto error;
4308         ctx = bset->ctx;
4309         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4310         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4311         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4312                         goto error);
4313         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4314                 isl_basic_map_free(like);
4315                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4316         }
4317         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4318         if (!bset)
4319                 goto error;
4320         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4321         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4322         isl_space_free(bmap->dim);
4323         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4324         if (!bmap->dim)
4325                 goto error;
4326         bmap->n_div = like->n_div;
4327         bmap->extra += like->n_div;
4328         if (bmap->extra) {
4329                 unsigned ltotal;
4330                 isl_int **div;
4331                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4332                 if (ltotal > total)
4333                         ltotal = total;
4334                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4335                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4336                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4337                         goto error;
4338                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4339                 if (!div)
4340                         goto error;
4341                 bmap->div = div;
4342                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4343                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4344                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4345                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4346                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4347                 }
4348                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4349                                                         0, 2 * like->n_div);
4350                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4351                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4352                                 continue;
4353                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4354                                 goto error;
4355                 }
4356         }
4357         isl_basic_map_free(like);
4358         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4359         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4360         return bmap;
4361 error:
4362         isl_basic_map_free(like);
4363         isl_basic_set_free(bset);
4364         return NULL;
4365 }
4366
4367 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4368         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4369 {
4370         return (struct isl_basic_set *)
4371                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4372 }
4373
4374 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4375         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4376 {
4377         int i;
4378
4379         if (!set || !like)
4380                 goto error;
4381         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4382                     goto error);
4383         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4384                 isl_basic_set_free(like);
4385                 return set;
4386         }
4387         set = isl_set_cow(set);
4388         if (!set)
4389                 goto error;
4390         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4391                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4392                                                       isl_basic_set_copy(like));
4393                 if (!set->p[i])
4394                         goto error;
4395         }
4396         isl_space_free(set->dim);
4397         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4398         if (!set->dim)
4399                 goto error;
4400         isl_basic_set_free(like);
4401         return set;
4402 error:
4403         isl_basic_set_free(like);
4404         isl_set_free(set);
4405         return NULL;
4406 }
4407
4408 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4409 {
4410         int i;
4411
4412         map = isl_map_cow(map);
4413         if (!map)
4414                 return NULL;
4415         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4416         if (!map->dim)
4417                 goto error;
4418
4419         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4420                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4421                                 goto error);
4422         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4423                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4424                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4425                 if (!map->p[i])
4426                         goto error;
4427         }
4428         if (map->n == 0)
4429                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4430         else {
4431                 isl_space_free(map->dim);
4432                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4433         }
4434         if (!map->dim)
4435                 goto error;
4436         return (struct isl_set *)map;
4437 error:
4438         isl_map_free(map);
4439         return NULL;
4440 }
4441
4442 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4443 {
4444         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4445 }
4446
4447 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4448         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4449 {
4450         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4451         if (!bmap || !dim)
4452                 goto error;
4453
4454         isl_space_free(bmap->dim);
4455         bmap->dim = dim;
4456
4457         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4458
4459         return bmap;
4460 error:
4461         isl_basic_map_free(bmap);
4462         isl_space_free(dim);
4463         return NULL;
4464 }
4465
4466 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4467         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4468 {
4469         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4470                                                         dim);
4471 }
4472
4473 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4474         __isl_take isl_space *dim)
4475 {
4476         int i;
4477
4478         map = isl_map_cow(map);
4479         if (!map || !dim)
4480                 goto error;
4481
4482         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4483                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4484                                                     isl_space_copy(dim));
4485                 if (!map->p[i])
4486                         goto error;
4487         }
4488         isl_space_free(map->dim);
4489         map->dim = dim;
4490
4491         return map;
4492 error:
4493         isl_map_free(map);
4494         isl_space_free(dim);
4495         return NULL;
4496 }
4497
4498 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4499         __isl_take isl_space *dim)
4500 {
4501         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4502 }
4503
4504 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4505  */
4506 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4507 {
4508         isl_space *space;
4509         unsigned n;
4510
4511         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4512                 return bset;
4513
4514         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4515         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4516         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4517         space = isl_space_params(space);
4518         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4519         return bset;
4520 }
4521
4522 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4523  */
4524 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4525         __isl_take isl_basic_set *bset)
4526 {
4527         isl_space *space;
4528         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4529         space = isl_space_set_from_params(space);
4530         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4531         return bset;
4532 }
4533
4534 /* Compute the parameter domain of the given set.
4535  */
4536 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4537 {
4538         isl_space *space;
4539         unsigned n;
4540
4541         if (isl_set_is_params(set))
4542                 return set;
4543
4544         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4545         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4546         space = isl_set_get_space(set);
4547         space = isl_space_params(space);
4548         set = isl_set_reset_space(set, space);
4549         return set;
4550 }
4551
4552 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4553  */
4554 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4555 {
4556         isl_space *space;
4557         space = isl_set_get_space(set);
4558         space = isl_space_set_from_params(space);
4559         set = isl_set_reset_space(set, space);
4560         return set;
4561 }
4562
4563 /* Compute the parameter domain of the given map.
4564  */
4565 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4566 {
4567         isl_space *space;
4568         unsigned n;
4569
4570         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4571         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4572         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4573         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4574         space = isl_map_get_space(map);
4575         space = isl_space_params(space);
4576         map = isl_map_reset_space(map, space);
4577         return map;
4578 }
4579
4580 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4581 {
4582         isl_space *dim;
4583         struct isl_basic_set *domain;
4584         unsigned n_in;
4585         unsigned n_out;
4586
4587         if (!bmap)
4588                 return NULL;
4589         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4590
4591         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4592         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4593         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4594         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4595
4596         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4597
4598         return domain;
4599 }
4600
4601 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4602 {
4603         if (!bmap)
4604                 return -1;
4605         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4606 }
4607
4608 /* Is this basic map actually a set?
4609  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4610  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4611  */
4612 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4613 {
4614         if (!bmap)
4615                 return -1;
4616         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4617 }
4618
4619 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4620 {
4621         if (!bmap)
4622                 return NULL;
4623         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4624                 return bmap;
4625         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4626 }
4627
4628 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4629         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4630 {
4631         int i, k;
4632         isl_space *dim;
4633         isl_basic_map *domain;
4634         int nparam, n_in, n_out;
4635         unsigned total;
4636
4637         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4638         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4639         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4640
4641         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4642         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4643
4644         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4645         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4646         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4647
4648         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4649
4650         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4651                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4652                 if (k < 0)
4653                         goto error;
4654                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4655                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4656                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4657         }
4658
4659         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4660         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4661 error:
4662         isl_basic_map_free(bmap);
4663         return NULL;
4664 }
4665
4666 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4667         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4668 {
4669         int i, k;
4670         isl_space *dim;
4671         isl_basic_map *range;
4672         int nparam, n_in, n_out;
4673         unsigned total;
4674
4675         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4676         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4677         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4678
4679         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4680         range = isl_basic_map_universe(dim);
4681
4682         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4683         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4684         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4685
4686         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4687
4688         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4689                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4690                 if (k < 0)
4691                         goto error;
4692                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4693                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4694                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4695         }
4696
4697         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4698         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4699 error:
4700         isl_basic_map_free(bmap);
4701         return NULL;
4702 }
4703
4704 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4705 {
4706         if (!map)
4707                 return -1;
4708         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4709 }
4710
4711 /* Is this map actually a set?
4712  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4713  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4714  */
4715 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4716 {
4717         if (!map)
4718                 return -1;
4719         return isl_space_is_set(map->dim);
4720 }
4721
4722 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4723 {
4724         int i;
4725         struct isl_set *set;
4726
4727         if (!map)
4728                 goto error;
4729         if (isl_map_is_set(map))
4730                 return (isl_set *)map;
4731
4732         map = isl_map_cow(map);
4733         if (!map)
4734                 goto error;
4735
4736         set = (struct isl_set *) map;
4737         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4738         if (!set->dim)
4739                 goto error;
4740         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4741                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4742                 if (!set->p[i])
4743                         goto error;
4744         }
4745         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4746         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4747         return set;
4748 error:
4749         isl_map_free(map);
4750         return NULL;
4751 }
4752
4753 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4754 {
4755         int i;
4756         isl_space *domain_dim;
4757
4758         map = isl_map_cow(map);
4759         if (!map)
4760                 return NULL;
4761
4762         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4763         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4764         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4765         if (!map->dim)
4766                 goto error;
4767         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4768                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4769                 if (!map->p[i])
4770                         goto error;
4771         }
4772         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4773         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4774         return map;
4775 error:
4776         isl_map_free(map);
4777         return NULL;
4778 }
4779
4780 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4781 {
4782         int i;
4783         isl_space *range_dim;
4784
4785         map = isl_map_cow(map);
4786         if (!map)
4787                 return NULL;
4788
4789         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4790         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4791         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4792         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4793         if (!map->dim)
4794                 goto error;
4795         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4796                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4797                 if (!map->p[i])
4798                         goto error;
4799         }
4800         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4801         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4802         return map;
4803 error:
4804         isl_map_free(map);
4805         return NULL;
4806 }
4807
4808 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4809         __isl_take isl_space *dim)
4810 {
4811         int i;
4812         struct isl_map *map = NULL;
4813
4814         set = isl_set_cow(set);
4815         if (!set || !dim)
4816                 goto error;
4817         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4818         map = (struct isl_map *)set;
4819         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4820                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4821                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4822                 if (!map->p[i])
4823                         goto error;
4824         }
4825         isl_space_free(map->dim);
4826         map->dim = dim;
4827         return map;
4828 error:
4829         isl_space_free(dim);
4830         isl_set_free(set);
4831         return NULL;
4832 }
4833
4834 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4835         __isl_take isl_basic_set *bset)
4836 {
4837         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4838 }
4839
4840 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4841         __isl_take isl_basic_set *bset)
4842 {
4843         isl_space *space;
4844         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4845         space = isl_space_from_range(space);
4846         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4847         return (isl_basic_map *)bset;
4848 }
4849
4850 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4851 {
4852         isl_space *space;
4853         space = isl_set_get_space(set);
4854         space = isl_space_from_range(space);
4855         set = isl_set_reset_space(set, space);
4856         return (struct isl_map *)set;
4857 }
4858
4859 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4860 {
4861         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4862 }
4863
4864 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4865         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4866 {
4867         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4868 }
4869
4870 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4871         __isl_take isl_set *range)
4872 {
4873         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4874 }
4875
4876 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4877 {
4878         int i;
4879         struct isl_set *set = NULL;
4880
4881         if (!map)
4882                 return NULL;
4883         map = isl_map_cow(map);
4884         if (!map)
4885                 return NULL;
4886         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4887         if (!map->dim)
4888                 goto error;
4889         set = (struct isl_set *)map;
4890         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4891                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4892                 if (!set->p[i])
4893                         goto error;
4894         }
4895         return set;
4896 error:
4897         isl_map_free(map);
4898         return NULL;
4899 }
4900
4901 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4902         unsigned flags)
4903 {
4904         struct isl_map *map;
4905
4906         if (!dim)
4907                 return NULL;
4908         if (n < 0)
4909                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4910                         "negative number of basic maps", goto error);
4911         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4912                         sizeof(struct isl_map) +
4913                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4914         if (!map)
4915                 goto error;
4916
4917         map->ctx = dim->ctx;
4918         isl_ctx_ref(map->ctx);
4919         map->ref = 1;
4920         map->size = n;
4921         map->n = 0;
4922         map->dim = dim;
4923         map->flags = flags;
4924         return map;
4925 error:
4926         isl_space_free(dim);
4927         return NULL;
4928 }
4929
4930 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4931                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4932                 unsigned flags)
4933 {
4934         struct isl_map *map;
4935         isl_space *dims;
4936
4937         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4938         if (!dims)
4939                 return NULL;
4940
4941         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4942         return map;
4943 }
4944
4945 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4946 {
4947         struct isl_basic_map *bmap;
4948         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4949         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4950         return bmap;
4951 }
4952
4953 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4954 {
4955         struct isl_basic_set *bset;
4956         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4957         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4958         return bset;
4959 }
4960
4961 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4962 {
4963         struct isl_basic_map *bmap;
4964         if (!model)
4965                 return NULL;
4966         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4967         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4968         return bmap;
4969 }
4970
4971 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4972 {
4973         struct isl_basic_map *bmap;
4974         if (!model)
4975                 return NULL;
4976         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4977         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4978         return bmap;
4979 }
4980
4981 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4982 {
4983         struct isl_basic_set *bset;
4984         if (!model)
4985                 return NULL;
4986         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4987         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4988         return bset;
4989 }
4990
4991 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4992 {
4993         struct isl_basic_map *bmap;
4994         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4995         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4996         return bmap;
4997 }
4998
4999 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5000 {
5001         struct isl_basic_set *bset;
5002         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5003         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5004         return bset;
5005 }
5006
5007 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5008 {
5009         int i;
5010         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5011         isl_basic_map *bmap;
5012
5013         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5014         for (i = 0; i < total; ++i) {
5015                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5016                 if (k < 0)
5017                         goto error;
5018                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5019                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5020         }
5021         return bmap;
5022 error:
5023         isl_basic_map_free(bmap);
5024         return NULL;
5025 }
5026
5027 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5028 {
5029         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5030 }
5031
5032 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5033 {
5034         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5035 }
5036
5037 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5038 {
5039         return isl_map_nat_universe(dim);
5040 }
5041
5042 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5043                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5044 {
5045         if (!model)
5046                 return NULL;
5047         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5048 }
5049
5050 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5051 {
5052         if (!model)
5053                 return NULL;
5054         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5055 }
5056
5057 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5058         __isl_keep isl_set *model)
5059 {
5060         if (!model)
5061                 return NULL;
5062         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5063 }
5064
5065 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5066 {
5067         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5068 }
5069
5070 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5071 {
5072         if (!model)
5073                 return NULL;
5074         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5075 }
5076
5077 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5078 {
5079         if (!model)
5080                 return NULL;
5081         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5082 }
5083
5084 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5085 {
5086         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5087 }
5088
5089 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5090 {
5091         if (!model)
5092                 return NULL;
5093         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5094 }
5095
5096 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5097 {
5098         struct isl_map *map;
5099         if (!dim)
5100                 return NULL;
5101         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5102         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5103         return map;
5104 }
5105
5106 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5107 {
5108         struct isl_set *set;
5109         if (!dim)
5110                 return NULL;
5111         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5112         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5113         return set;
5114 }
5115
5116 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5117 {
5118         if (!model)
5119                 return NULL;
5120         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5121 }
5122
5123 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5124 {
5125         int i;
5126         struct isl_map *dup;
5127
5128         if (!map)
5129                 return NULL;
5130         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5131         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5132                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5133         return dup;
5134 }
5135
5136 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5137                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5138 {
5139         if (!bmap || !map)
5140                 goto error;
5141         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5142                 isl_basic_map_free(bmap);
5143                 return map;
5144         }
5145         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5146         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5147         map->p[map->n] = bmap;
5148         map->n++;
5149         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5150         return map;
5151 error:
5152         if (map)
5153                 isl_map_free(map);
5154         if (bmap)
5155                 isl_basic_map_free(bmap);
5156         return NULL;
5157 }
5158
5159 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5160 {
5161         int i;
5162
5163         if (!map)
5164                 return NULL;
5165
5166         if (--map->ref > 0)
5167                 return NULL;
5168
5169         isl_ctx_deref(map->ctx);
5170         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5171                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5172         isl_space_free(map->dim);
5173         free(map);
5174
5175         return NULL;
5176 }
5177
5178 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5179                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5180 {
5181         int i;
5182
5183         base = isl_map_cow(base);
5184         if (!base)
5185                 return NULL;
5186
5187         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5188         if (!base->dim)
5189                 goto error;
5190         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5191                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5192                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5193                 if (!base->p[i])
5194                         goto error;
5195         }
5196         return base;
5197 error:
5198         isl_map_free(base);
5199         return NULL;
5200 }
5201
5202 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5203                 unsigned nparam, unsigned dim)
5204 {
5205         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5206                                                         nparam, 0, dim);
5207 }
5208
5209 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5210         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5211 {
5212         int j;
5213
5214         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5215         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5216         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5217         if (j < 0)
5218                 goto error;
5219         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5220         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5221         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5222         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5223         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5224 error:
5225         isl_basic_map_free(bmap);
5226         return NULL;
5227 }
5228
5229 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5230         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5231 {
5232         int j;
5233
5234         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5235         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5236         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5237         if (j < 0)
5238                 goto error;
5239         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5240         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5241         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5242         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5243         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5244 error:
5245         isl_basic_map_free(bmap);
5246         return NULL;
5247 }
5248
5249 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5250                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5251 {
5252         if (!bmap)
5253                 return NULL;
5254         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5255         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5256                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5257 error:
5258         isl_basic_map_free(bmap);
5259         return NULL;
5260 }
5261
5262 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5263                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5264 {
5265         if (!bmap)
5266                 return NULL;
5267         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5268         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5269                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5270 error:
5271         isl_basic_map_free(bmap);
5272         return NULL;
5273 }
5274
5275 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5276                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5277 {
5278         return (struct isl_basic_set *)
5279                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5280                                         type, pos, value);
5281 }
5282
5283 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5284                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5285 {
5286         return (struct isl_basic_set *)
5287                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5288                                         type, pos, value);
5289 }
5290
5291 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5292                 unsigned input, int value)
5293 {
5294         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5295 }
5296
5297 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5298                 unsigned dim, int value)
5299 {
5300         return (struct isl_basic_set *)
5301                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5302                                         isl_dim_set, dim, value);
5303 }
5304
5305 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5306 {
5307         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5308
5309         if (empty < 0)
5310                 return -1;
5311         if (!empty)
5312                 return 0;
5313
5314         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5315         if (i != map->n - 1) {
5316                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5317                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5318         }
5319         map->n--;
5320
5321         return 0;
5322 }
5323
5324 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5325                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5326 {
5327         int i;
5328
5329         map = isl_map_cow(map);
5330         if (!map)
5331                 return NULL;
5332
5333         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5334         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5335                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5336                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5337                         goto error;
5338         }
5339         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5340         return map;
5341 error:
5342         isl_map_free(map);
5343         return NULL;
5344 }
5345
5346 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5347                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5348 {
5349         return (struct isl_set *)
5350                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5351 }
5352
5353 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5354                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5355 {
5356         int i;
5357
5358         map = isl_map_cow(map);
5359         if (!map)
5360                 return NULL;
5361
5362         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5363         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5364                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5365                 if (!map->p[i])
5366                         goto error;
5367         }
5368         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5369         return map;
5370 error:
5371         isl_map_free(map);
5372         return NULL;
5373 }
5374
5375 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5376                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5377 {
5378         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5379 }
5380
5381 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5382                 unsigned input, int value)
5383 {
5384         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5385 }
5386
5387 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5388 {
5389         return (struct isl_set *)
5390                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5391 }
5392
5393 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5394         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5395         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5396 {
5397         int j;
5398
5399         if (!bmap)
5400                 return NULL;
5401         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5402         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5403         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5404         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5405         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5406         if (j < 0)
5407                 goto error;
5408         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5409         if (upper) {
5410                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5411                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5412         } else {
5413                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5414                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5415         }
5416         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5417         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5418 error:
5419         isl_basic_map_free(bmap);
5420         return NULL;
5421 }
5422
5423 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5424         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5425         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5426 {
5427         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5428 }
5429
5430 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5431  */
5432 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5433         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5434         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5435 {
5436         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5437 }
5438
5439 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5440         unsigned dim, isl_int value)
5441 {
5442         int j;
5443
5444         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5445         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5446         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5447         if (j < 0)
5448                 goto error;
5449         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5450         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5451         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5452         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5453         return isl_basic_set_finalize(bset);
5454 error:
5455         isl_basic_set_free(bset);
5456         return NULL;
5457 }
5458
5459 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5460         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5461 {
5462         int i;
5463
5464         map = isl_map_cow(map);
5465         if (!map)
5466                 return NULL;
5467
5468         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5469         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5470                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5471                                                  type, pos, value, upper);
5472                 if (!map->p[i])
5473                         goto error;
5474         }
5475         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5476         return map;
5477 error:
5478         isl_map_free(map);
5479         return NULL;
5480 }
5481
5482 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5483         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5484 {
5485         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5486 }
5487
5488 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5489         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5490 {
5491         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5492 }
5493
5494 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5495                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5496 {
5497         return (struct isl_set *)
5498                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5499 }
5500
5501 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5502         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5503 {
5504         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5505 }
5506
5507 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5508  * is set) to "value".
5509  */
5510 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5511         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5512         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5513 {
5514         int j;
5515
5516         if (!bmap)
5517                 return NULL;
5518         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5519                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5520                         "index out of bounds", goto error);
5521         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5522         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5523         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5524         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5525         if (j < 0)
5526                 goto error;
5527         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5528         if (upper) {
5529                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5530                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5531         } else {
5532                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5533                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5534         }
5535         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5536         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5537 error:
5538         isl_basic_map_free(bmap);
5539         return NULL;
5540 }
5541
5542 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5543  * is set) to "value".
5544  */
5545 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5546         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5547 {
5548         int i;
5549
5550         map = isl_map_cow(map);
5551         if (!map)
5552                 return NULL;
5553
5554         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5555                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5556                         "index out of bounds", goto error);
5557         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5558                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5559                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5560                         goto error;
5561         }
5562         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5563         return map;
5564 error:
5565         isl_map_free(map);
5566         return NULL;
5567 }
5568
5569 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5570         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5571 {
5572         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5573 }
5574
5575 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5576         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5577 {
5578         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5579 }
5580
5581 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5582         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5583 {
5584         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5585 }
5586
5587 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5588         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5589 {
5590         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5591 }
5592
5593 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5594                                         isl_int value)
5595 {
5596         int i;
5597
5598         set = isl_set_cow(set);
5599         if (!set)
5600                 return NULL;
5601
5602         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5603         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5604                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5605                 if (!set->p[i])
5606                         goto error;
5607         }
5608         return set;
5609 error:
5610         isl_set_free(set);
5611         return NULL;
5612 }
5613
5614 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5615 {
5616         int i;
5617
5618         map = isl_map_cow(map);
5619         if (!map)
5620                 return NULL;
5621
5622         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5623         if (!map->dim)
5624                 goto error;
5625         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5626                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5627                 if (!map->p[i])
5628                         goto error;
5629         }
5630         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5631         return map;
5632 error:
5633         isl_map_free(map);
5634         return NULL;
5635 }
5636
5637 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5638                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5639                 struct isl_set **empty, int max)
5640 {
5641         if (!bmap)
5642                 goto error;
5643         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5644                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5645         else
5646                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5647 error:
5648         isl_basic_map_free(bmap);
5649         isl_basic_set_free(dom);
5650         if (empty)
5651                 *empty = NULL;
5652         return NULL;
5653 }
5654
5655 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5656                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5657                 struct isl_set **empty)
5658 {
5659         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5660 }
5661
5662 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5663                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5664                 struct isl_set **empty)
5665 {
5666         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5667 }
5668
5669 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5670                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5671                 struct isl_set **empty)
5672 {
5673         return (struct isl_set *)
5674                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5675                         dom, empty);
5676 }
5677
5678 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5679                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5680                 struct isl_set **empty)
5681 {
5682         return (struct isl_set *)
5683                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5684                         dom, empty);
5685 }
5686
5687 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5688         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5689         __isl_give isl_set **empty)
5690 {
5691         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5692 }
5693
5694 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5695         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5696         __isl_give isl_set **empty)
5697 {
5698         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5699 }
5700
5701 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5702         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5703         __isl_give isl_set **empty)
5704 {
5705         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5706 }
5707
5708 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5709         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5710         __isl_give isl_set **empty)
5711 {
5712         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5713 }
5714
5715 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5716         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5717 {
5718         isl_basic_set *dom = NULL;
5719         isl_space *dom_space;
5720
5721         if (!bmap)
5722                 goto error;
5723         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5724         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5725         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5726 error:
5727         isl_basic_map_free(bmap);
5728         return NULL;
5729 }
5730
5731 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5732         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5733 {
5734         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5735 }
5736
5737 #undef TYPE
5738 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5739 #undef SUFFIX
5740 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5741 #undef EMPTY
5742 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5743 #undef ADD
5744 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5745 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5746
5747 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5748  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5749  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5750  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5751  *
5752  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5753  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5754  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5755  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5756  * update both "res" and "todo".
5757  */
5758 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5759         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5760         __isl_give isl_set **empty, int max)
5761 {
5762         int i;
5763         isl_pw_multi_aff *res;
5764         isl_set *todo;
5765
5766         if (!map || !dom)
5767                 goto error;
5768
5769         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5770                 if (empty)
5771                         *empty = dom;
5772                 else
5773                         isl_set_free(dom);
5774                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5775         }
5776
5777         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5778                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5779                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5780
5781         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5782                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5783                 isl_set *todo_i;
5784
5785                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5786                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5787                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5788
5789                 if (max)
5790                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5791                 else
5792                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5793
5794                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5795         }
5796
5797         isl_set_free(dom);
5798         isl_map_free(map);
5799
5800         if (empty)
5801                 *empty = todo;
5802         else
5803                 isl_set_free(todo);
5804
5805         return res;
5806 error:
5807         if (empty)
5808                 *empty = NULL;
5809         isl_set_free(dom);
5810         isl_map_free(map);
5811         return NULL;
5812 }
5813
5814 #undef TYPE
5815 #define TYPE    isl_map
5816 #undef SUFFIX
5817 #define SUFFIX
5818 #undef EMPTY
5819 #define EMPTY   isl_map_empty
5820 #undef ADD
5821 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5822 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5823
5824 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5825  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5826  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5827  *
5828  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5829  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5830  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5831  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5832  * update both "res" and "todo".
5833  *
5834  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5835  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5836  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5837  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5838  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5839  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5840  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5841  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5842  * for the ith basic map, i.e.,
5843  *
5844  *      todo^i = todo^k * todo_i
5845  *
5846  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5847  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5848  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5849  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5850  * the lexicographic order.)
5851  * In practice, we compute
5852  *
5853  *      res^k * (res_i . "<=")
5854  *
5855  * and
5856  *
5857  *      res_i * (res^k . "<")
5858  *
5859  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5860  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5861  * that one, i.e.,
5862  *
5863  *      res^k * todo_i
5864  * and
5865  *      res_i * todo^k
5866  *
5867  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5868  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5869  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5870  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5871  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5872  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5873  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5874  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5875  * the previous basic maps.
5876  */
5877 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5878                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5879                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5880 {
5881         int i;
5882         struct isl_map *res;
5883         struct isl_set *todo;
5884
5885         if (!map || !dom)
5886                 goto error;
5887
5888         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5889                 if (empty)
5890                         *empty = dom;
5891                 else
5892                         isl_set_free(dom);
5893                 return map;
5894         }
5895
5896         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5897                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5898
5899         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5900                 isl_map *lt, *le;
5901                 isl_map *res_i;
5902                 isl_set *todo_i;
5903                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5904
5905                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5906                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5907
5908                 if (max) {
5909                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5910                         le = isl_map_lex_le(dim);
5911                 } else {
5912                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5913                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5914                 }
5915                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5916                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5917                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5918                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5919
5920                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5921                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5922                                                         isl_set_copy(todo_i));
5923                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5924                                                         isl_set_copy(todo));
5925                 }
5926
5927                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5928                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5929                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5930
5931                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5932         }
5933
5934         isl_set_free(dom);
5935         isl_map_free(map);
5936
5937         if (empty)
5938                 *empty = todo;
5939         else
5940                 isl_set_free(todo);
5941
5942         return res;
5943 error:
5944         if (empty)
5945                 *empty = NULL;
5946         isl_set_free(dom);
5947         isl_map_free(map);
5948         return NULL;
5949 }
5950
5951 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5952                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5953                 __isl_give isl_set **empty)
5954 {
5955         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5956 }
5957
5958 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5959                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5960                 __isl_give isl_set **empty)
5961 {
5962         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5963 }
5964
5965 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5966                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5967                 __isl_give isl_set **empty)
5968 {
5969         return (struct isl_set *)
5970                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5971                         dom, empty);
5972 }
5973
5974 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5975                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5976                 __isl_give isl_set **empty)
5977 {
5978         return (struct isl_set *)
5979                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5980                         dom, empty);
5981 }
5982
5983 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5984 {
5985         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5986         isl_space *dom_dim;
5987
5988         if (!bmap)
5989                 goto error;
5990         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5991         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5992         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5993 error:
5994         isl_basic_map_free(bmap);
5995         return NULL;
5996 }
5997
5998 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5999 {
6000         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6001 }
6002
6003 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6004 {
6005         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6006 }
6007
6008 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6009 {
6010         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6011 }
6012
6013 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6014 {
6015         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6016 }
6017
6018 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6019 {
6020         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6021 }
6022
6023 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6024 {
6025         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6026 }
6027
6028 /* Extract the first and only affine expression from list
6029  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6030  * This domain is known to be disjoint from other domains
6031  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6032  */
6033 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6034         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6035 {
6036         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6037         isl_aff *aff;
6038         isl_pw_aff **pwaff = user;
6039         isl_pw_aff *pwaff_i;
6040
6041         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6042                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6043                         "expecting single element list", goto error);
6044
6045         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6046         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6047
6048         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6049
6050         isl_aff_list_free(list);
6051
6052         return 0;
6053 error:
6054         isl_basic_set_free(dom);
6055         isl_aff_list_free(list);
6056         return -1;
6057 }
6058
6059 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6060  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6061  *
6062  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6063  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6064  */
6065 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6066         int max)
6067 {
6068         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6069         isl_pw_aff *pwaff;
6070         int r;
6071
6072         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6073         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6074         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6075
6076         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6077         if (r < 0)
6078                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6079
6080         return pwaff;
6081 }
6082
6083 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6084  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6085  * but independently of the other output dimensions.
6086  *
6087  * We first project out the other output dimension and then compute
6088  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6089  * using isl_pw_aff_union_max.
6090  */
6091 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6092         int max)
6093 {
6094         int i;
6095         isl_pw_aff *pwaff;
6096         unsigned n_out;
6097
6098         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6099         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6100         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6101         if (!map)
6102                 return NULL;
6103
6104         if (map->n == 0) {
6105                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6106                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6107                 isl_map_free(map);
6108                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6109         }
6110
6111         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6112         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6113                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6114
6115                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6116                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6117         }
6118
6119         isl_map_free(map);
6120
6121         return pwaff;
6122 }
6123
6124 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6125  * parameters and input dimensions, but independently of
6126  * the other output dimensions.
6127  */
6128 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6129 {
6130         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6131 }
6132
6133 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6134  * as a function of the parameters,
6135  * but independently of the other set dimensions.
6136  */
6137 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6138         int max)
6139 {
6140         return map_dim_opt(set, pos, max);
6141 }
6142
6143 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6144  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6145  */
6146 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6147 {
6148         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6149 }
6150
6151 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6152  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6153  */
6154 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6155 {
6156         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6157 }
6158
6159 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6160  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6161  */
6162 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6163         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6164 {
6165         unsigned nparam;
6166
6167         if (!bset || !mat)
6168                 goto error;
6169
6170         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6171         if (!bset->dim)
6172                 goto error;
6173
6174         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6175
6176         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6177
6178         bset->dim->nparam = 0;
6179         bset->dim->n_out = nparam;
6180         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6181         if (bset) {
6182                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6183                 bset->dim->n_out = 0;
6184         }
6185         return bset;
6186 error:
6187         isl_mat_free(mat);
6188         isl_basic_set_free(bset);
6189         return NULL;
6190 }
6191
6192 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6193  * set is assumed to have only parameters and divs.
6194  */
6195 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6196         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6197 {
6198         isl_space *dim = NULL;
6199         unsigned nparam;
6200
6201         if (!set || !mat)
6202                 goto error;
6203
6204         dim = isl_space_copy(set->dim);
6205         dim = isl_space_cow(dim);
6206         if (!dim)
6207                 goto error;
6208
6209         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6210
6211         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6212
6213         dim->nparam = 0;
6214         dim->n_out = nparam;
6215         isl_set_reset_space(set, dim);
6216         set = isl_set_preimage(set, mat);
6217         if (!set)
6218                 goto error2;
6219         dim = isl_space_copy(set->dim);
6220         dim = isl_space_cow(dim);
6221         if (!dim)
6222                 goto error2;
6223         dim->nparam = dim->n_out;
6224         dim->n_out = 0;
6225         isl_set_reset_space(set, dim);
6226         return set;
6227 error:
6228         isl_space_free(dim);
6229         isl_mat_free(mat);
6230 error2:
6231         isl_set_free(set);
6232         return NULL;
6233 }
6234
6235 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6236  * equalities in "eq".
6237  */
6238 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6239         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6240 {
6241         int i, k;
6242         unsigned len;
6243
6244         if (!bset || !eq)
6245                 goto error;
6246
6247         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6248                                         eq->n_row, 0);
6249         if (!bset)
6250                 goto error;
6251
6252         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6253         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6254                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6255                 if (k < 0)
6256                         goto error;
6257                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6258                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6259         }
6260         isl_mat_free(eq);
6261
6262         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6263         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6264
6265         return bset;
6266 error:
6267         isl_mat_free(eq);
6268         isl_basic_set_free(bset);
6269         return NULL;
6270 }
6271
6272 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6273  * equalities in "eq".
6274  */
6275 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6276         struct isl_mat *eq)
6277 {
6278         int i;
6279
6280         if (!set || !eq)
6281                 goto error;
6282
6283         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6284                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6285                                         isl_mat_copy(eq));
6286                 if (!set->p[i])
6287                         goto error;
6288         }
6289         isl_mat_free(eq);
6290         return set;
6291 error:
6292         isl_mat_free(eq);
6293         isl_set_free(set);
6294         return NULL;
6295 }
6296
6297 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6298  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6299  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6300  * The output has the same parameters, but only
6301  * explicit existentially quantified variables.
6302  *
6303  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6304  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6305  * among the parameters by performing a variable compression on
6306  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6307  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6308  */
6309 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6310 {
6311         int i, j;
6312         struct isl_mat *eq;
6313         struct isl_mat *T, *T2;
6314         struct isl_set *set;
6315         unsigned nparam, n_div;
6316
6317         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6318         if (!bset)
6319                 return NULL;
6320
6321         if (bset->n_eq == 0)
6322                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6323
6324         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6325
6326         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6327         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6328
6329         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6330                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6331                         ++i;
6332         }
6333         if (i == bset->n_eq)
6334                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6335
6336         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6337                 0, 1 + nparam);
6338         eq = isl_mat_cow(eq);
6339         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6340         if (T && T->n_col == 0) {
6341                 isl_mat_free(T);
6342                 isl_mat_free(T2);
6343                 isl_mat_free(eq);
6344                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6345                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6346         }
6347         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6348
6349         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6350         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6351         set = set_append_equalities(set, eq);
6352         return set;
6353 }
6354
6355 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6356  * quantified variables.
6357  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6358  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6359  * no input or output dimensions and the dimension specification
6360  * is reset to that of the input.
6361  */
6362 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6363 {
6364         struct isl_basic_set *bset;
6365         struct isl_set *set;
6366         struct isl_map *map;
6367         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6368         unsigned         nparam;
6369         unsigned         n_in;
6370         unsigned         n_out;
6371
6372         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6373         if (!bmap)
6374                 return NULL;
6375
6376         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6377         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6378         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6379         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6380         if (!dim)
6381                 goto error;
6382
6383         orig_dim = bmap->dim;
6384         bmap->dim = dim;
6385         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6386
6387         set = parameter_compute_divs(bset);
6388         map = (struct isl_map *)set;
6389         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6390
6391         return map;
6392 error:
6393         isl_basic_map_free(bmap);
6394         return NULL;
6395 }
6396
6397 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6398 {
6399         int i;
6400         unsigned off;
6401
6402         if (!bmap)
6403                 return -1;
6404
6405         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6406         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6407                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6408                         return 0;
6409                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6410                                 return -1);
6411         }
6412         return 1;
6413 }
6414
6415 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6416 {
6417         int i;
6418
6419         if (!map)
6420                 return -1;
6421
6422         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6423                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6424                 if (known <= 0)
6425                         return known;
6426         }
6427
6428         return 1;
6429 }
6430
6431 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6432  * expressions for them.  However, this computation may be
6433  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6434  * strictly needed.
6435  */
6436 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6437 {
6438         int known;
6439         struct isl_map *map;
6440
6441         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6442         if (known < 0)
6443                 goto error;
6444         if (known)
6445                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6446
6447         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6448
6449         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6450         if (known < 0)
6451                 goto error;
6452         if (known)
6453                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6454
6455         map = compute_divs(bmap);
6456         return map;
6457 error:
6458         isl_basic_map_free(bmap);
6459         return NULL;
6460 }
6461
6462 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6463 {
6464         int i;
6465         int known;
6466         struct isl_map *res;
6467
6468         if (!map)
6469                 return NULL;
6470         if (map->n == 0)
6471                 return map;
6472
6473         known = map_divs_known(map);
6474         if (known < 0) {
6475                 isl_map_free(map);
6476                 return NULL;
6477         }
6478         if (known)
6479                 return map;
6480
6481         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6482         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6483                 struct isl_map *r2;
6484                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6485                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6486                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6487                 else
6488                         res = isl_map_union(res, r2);
6489         }
6490         isl_map_free(map);
6491
6492         return res;
6493 }
6494
6495 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6496 {
6497         return (struct isl_set *)
6498                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6499 }
6500
6501 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6502 {
6503         return (struct isl_set *)
6504                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6505 }
6506
6507 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6508 {
6509         int i;
6510         struct isl_set *set;
6511
6512         if (!map)
6513                 goto error;
6514
6515         map = isl_map_cow(map);
6516         if (!map)
6517                 return NULL;
6518
6519         set = (struct isl_set *)map;
6520         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6521         if (!set->dim)
6522                 goto error;
6523         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6524                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6525                 if (!set->p[i])
6526                         goto error;
6527         }
6528         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6529         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6530         return set;
6531 error:
6532         isl_map_free(map);
6533         return NULL;
6534 }
6535
6536 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6537  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6538  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6539  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6540  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6541  * may not be disjoint.
6542  *
6543  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6544  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6545  */
6546 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6547         __isl_take isl_map *map2)
6548 {
6549         int i;
6550         unsigned flags = 0;
6551         struct isl_map *map = NULL;
6552         int is_universe;
6553
6554         if (!map1 || !map2)
6555                 goto error;
6556
6557         if (map1->n == 0) {
6558                 isl_map_free(map1);
6559                 return map2;
6560         }
6561         if (map2->n == 0) {
6562                 isl_map_free(map2);
6563                 return map1;
6564         }
6565
6566         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6567         if (is_universe < 0)
6568                 goto error;
6569         if (is_universe) {
6570                 isl_map_free(map2);
6571                 return map1;
6572         }
6573
6574         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6575         if (is_universe < 0)
6576                 goto error;
6577         if (is_universe) {
6578                 isl_map_free(map1);
6579                 return map2;
6580         }
6581
6582         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6583
6584         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6585             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6586                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6587
6588         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6589                                 map1->n + map2->n, flags);
6590         if (!map)
6591                 goto error;
6592         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6593                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6594                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6595                 if (!map)
6596                         goto error;
6597         }
6598         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6599                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6600                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6601                 if (!map)
6602                         goto error;
6603         }
6604         isl_map_free(map1);
6605         isl_map_free(map2);
6606         return map;
6607 error:
6608         isl_map_free(map);
6609         isl_map_free(map1);
6610         isl_map_free(map2);
6611         return NULL;
6612 }
6613
6614 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6615         __isl_take isl_map *map2)
6616 {
6617         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6618 }
6619
6620 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6621 {
6622         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6623         if (!map1)
6624                 return NULL;
6625         if (map1->n > 1)
6626                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6627         return map1;
6628 }
6629
6630 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6631                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6632 {
6633         return (struct isl_set *)
6634                 isl_map_union_disjoint(
6635                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6636 }
6637
6638 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6639 {
6640         return (struct isl_set *)
6641                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6642 }
6643
6644 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6645  * the results.
6646  *
6647  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6648  */
6649 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6650         __isl_take isl_set *set,
6651         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6652                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6653 {
6654         unsigned flags = 0;
6655         struct isl_map *result;
6656         int i, j;
6657
6658         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6659                 isl_set_free(set);
6660                 return map;
6661         }
6662
6663         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6664             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6665                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6666
6667         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6668                                         map->n * set->n, flags);
6669         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6670                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6671                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6672                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6673                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6674                         if (!result)
6675                                 break;
6676                 }
6677
6678         isl_map_free(map);
6679         isl_set_free(set);
6680         return result;
6681 }
6682
6683 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6684         __isl_take isl_set *set)
6685 {
6686         if (!map || !set)
6687                 goto error;
6688
6689         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6690                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6691                         "incompatible spaces", goto error);
6692
6693         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6694 error:
6695         isl_map_free(map);
6696         isl_set_free(set);
6697         return NULL;
6698 }
6699
6700 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6701         __isl_take isl_set *set)
6702 {
6703         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6704 }
6705
6706 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6707         __isl_take isl_set *set)
6708 {
6709         if (!map || !set)
6710                 goto error;
6711
6712         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6713                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6714                         "incompatible spaces", goto error);
6715
6716         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6717 error:
6718         isl_map_free(map);
6719         isl_set_free(set);
6720         return NULL;
6721 }
6722
6723 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6724         __isl_take isl_set *set)
6725 {
6726         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6727                                                 &map_intersect_domain);
6728 }
6729
6730 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6731         __isl_take isl_map *map2)
6732 {
6733         if (!map1 || !map2)
6734                 goto error;
6735         map1 = isl_map_reverse(map1);
6736         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6737         return isl_map_reverse(map1);
6738 error:
6739         isl_map_free(map1);
6740         isl_map_free(map2);
6741         return NULL;
6742 }
6743
6744 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6745         __isl_take isl_map *map2)
6746 {
6747         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6748 }
6749
6750 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6751         __isl_take isl_map *map2)
6752 {
6753         isl_space *dim_result;
6754         struct isl_map *result;
6755         int i, j;
6756
6757         if (!map1 || !map2)
6758                 goto error;
6759
6760         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6761                                   isl_space_copy(map2->dim));
6762
6763         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6764         if (!result)
6765                 goto error;
6766         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6767                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6768                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6769                             isl_basic_map_apply_range(
6770                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6771                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6772                         if (!result)
6773                                 goto error;
6774                 }
6775         isl_map_free(map1);
6776         isl_map_free(map2);
6777         if (result && result->n <= 1)
6778                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6779         return result;
6780 error:
6781         isl_map_free(map1);
6782         isl_map_free(map2);
6783         return NULL;
6784 }
6785
6786 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6787         __isl_take isl_map *map2)
6788 {
6789         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6790 }
6791
6792 /*
6793  * returns range - domain
6794  */
6795 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6796 {
6797         isl_space *dims, *target_dim;
6798         struct isl_basic_set *bset;
6799         unsigned dim;
6800         unsigned nparam;
6801         int i;
6802
6803         if (!bmap)
6804                 goto error;
6805         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6806                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6807                    goto error);
6808         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6809         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6810         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6811         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6812         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6813         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6814         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6815         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6816         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6817         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6818                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6819                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6820                 if (j < 0)
6821                         goto error;
6822                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6823                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6824                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6825                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6826         }
6827         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6828         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6829         return bset;
6830 error:
6831         isl_basic_map_free(bmap);
6832         return NULL;
6833 }
6834
6835 /*
6836  * returns range - domain
6837  */
6838 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6839 {
6840         int i;
6841         isl_space *dim;
6842         struct isl_set *result;
6843
6844         if (!map)
6845                 return NULL;
6846
6847         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6848                                                  map->dim, isl_dim_out),
6849                    goto error);
6850         dim = isl_map_get_space(map);
6851         dim = isl_space_domain(dim);
6852         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6853         if (!result)
6854                 goto error;
6855         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6856                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6857                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6858         isl_map_free(map);
6859         return result;
6860 error:
6861         isl_map_free(map);
6862         return NULL;
6863 }
6864
6865 /*
6866  * returns [domain -> range] -> range - domain
6867  */
6868 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6869         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6870 {
6871         int i, k;
6872         isl_space *dim;
6873         isl_basic_map *domain;
6874         int nparam, n;
6875         unsigned total;
6876
6877         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6878                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6879                         "domain and range don't match", goto error);
6880
6881         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6882         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6883
6884         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6885         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6886
6887         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6888         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6889         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6890
6891         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6892
6893         for (i = 0; i < n; ++i) {
6894                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6895                 if (k < 0)
6896                         goto error;
6897                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6898                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6899                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6900                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6901         }
6902
6903         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6904         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6905 error:
6906         isl_basic_map_free(bmap);
6907         return NULL;
6908 }
6909
6910 /*
6911  * returns [domain -> range] -> range - domain
6912  */
6913 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6914 {
6915         int i;
6916         isl_space *domain_dim;
6917
6918         if (!map)
6919                 return NULL;
6920
6921         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6922                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6923                         "domain and range don't match", goto error);
6924
6925         map = isl_map_cow(map);
6926         if (!map)
6927                 return NULL;
6928
6929         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6930         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6931         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6932         if (!map->dim)
6933                 goto error;
6934         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6935                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6936                 if (!map->p[i])
6937                         goto error;
6938         }
6939         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6940         return map;
6941 error:
6942         isl_map_free(map);
6943         return NULL;
6944 }
6945
6946 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6947 {
6948         struct isl_basic_map *bmap;
6949         unsigned nparam;
6950         unsigned dim;
6951         int i;
6952
6953         if (!dims)
6954                 return NULL;
6955
6956         nparam = dims->nparam;
6957         dim = dims->n_out;
6958         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6959         if (!bmap)
6960                 goto error;
6961
6962         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6963                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6964                 if (j < 0)
6965                         goto error;
6966                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6967                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6968                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6969         }
6970         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6971 error:
6972         isl_basic_map_free(bmap);
6973         return NULL;
6974 }
6975
6976 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6977 {
6978         if (!dim)
6979                 return NULL;
6980         if (dim->n_in != dim->n_out)
6981                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6982                         "number of input and output dimensions needs to be "
6983                         "the same", goto error);
6984         return basic_map_identity(dim);
6985 error:
6986         isl_space_free(dim);
6987         return NULL;
6988 }
6989
6990 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6991 {
6992         if (!model || !model->dim)
6993                 return NULL;
6994         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6995 }
6996
6997 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6998 {
6999         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7000 }
7001
7002 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7003 {
7004         if (!model || !model->dim)
7005                 return NULL;
7006         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7007 }
7008
7009 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7010 {
7011         if (!model || !model->dim)
7012                 return NULL;
7013         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7014 }
7015
7016 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7017 {
7018         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7019         isl_map *id;
7020         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7021         return isl_map_intersect_range(id, set);
7022 }
7023
7024 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7025  * values.
7026  */
7027 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7028         __isl_take isl_space *space)
7029 {
7030         int i;
7031         unsigned nparam;
7032         unsigned dim;
7033         struct isl_basic_set *bset;
7034
7035         if (!space)
7036                 return NULL;
7037         nparam = space->nparam;
7038         dim = space->n_out;
7039         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7040         if (!bset)
7041                 return NULL;
7042         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7043                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7044                 if (k < 0)
7045                         goto error;
7046                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7047                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7048         }
7049         return bset;
7050 error:
7051         isl_basic_set_free(bset);
7052         return NULL;
7053 }
7054
7055 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7056  */
7057 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7058         int pos)
7059 {
7060         int k;
7061         isl_basic_set *nonneg;
7062
7063         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7064         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7065         if (k < 0)
7066                 goto error;
7067         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7068         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7069
7070         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7071 error:
7072         isl_basic_set_free(nonneg);
7073         return NULL;
7074 }
7075
7076 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7077  */
7078 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7079 {
7080         int k;
7081         isl_basic_set *neg;
7082
7083         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7084         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7085         if (k < 0)
7086                 goto error;
7087         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7088         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7089         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7090
7091         return isl_basic_set_finalize(neg);
7092 error:
7093         isl_basic_set_free(neg);
7094         return NULL;
7095 }
7096
7097 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7098         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7099 {
7100         int i;
7101         isl_basic_set *nonneg;
7102         isl_basic_set *neg;
7103
7104         if (!set)
7105                 return NULL;
7106         if (n == 0)
7107                 return set;
7108
7109         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7110
7111         for (i = 0; i < n; ++i) {
7112                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7113                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7114                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7115                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7116
7117                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7118         }
7119
7120         return set;
7121 error:
7122         isl_set_free(set);
7123         return NULL;
7124 }
7125
7126 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7127         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7128         void *user)
7129 {
7130         isl_set *half;
7131
7132         if (!set)
7133                 return -1;
7134         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7135                 isl_set_free(set);
7136                 return 0;
7137         }
7138         if (first == len)
7139                 return fn(set, signs, user);
7140
7141         signs[first] = 1;
7142         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7143                                                         1 + first));
7144         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7145         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7146                 goto error;
7147
7148         signs[first] = -1;
7149         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7150                                                         1 + first));
7151         half = isl_set_intersect(half, set);
7152         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7153 error:
7154         isl_set_free(set);
7155         return -1;
7156 }
7157
7158 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7159  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7160  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7161  * to the sign of the corresponding variable.
7162  */
7163 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7164         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7165         void *user)
7166 {
7167         unsigned nparam;
7168         unsigned nvar;
7169         int *signs;
7170         int r;
7171
7172         if (!set)
7173                 return -1;
7174         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7175                 return 0;
7176
7177         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7178         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7179
7180         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7181
7182         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7183                             fn, user);
7184
7185         free(signs);
7186
7187         return r;
7188 }
7189
7190 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7191 {
7192         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7193 }
7194
7195 int isl_basic_map_is_subset(
7196                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7197 {
7198         int is_subset;
7199         struct isl_map *map1;
7200         struct isl_map *map2;
7201
7202         if (!bmap1 || !bmap2)
7203                 return -1;
7204
7205         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7206         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7207
7208         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7209
7210         isl_map_free(map1);
7211         isl_map_free(map2);
7212
7213         return is_subset;
7214 }
7215
7216 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7217         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7218 {
7219         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7220 }
7221
7222 int isl_basic_map_is_equal(
7223                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7224 {
7225         int is_subset;
7226
7227         if (!bmap1 || !bmap2)
7228                 return -1;
7229         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7230         if (is_subset != 1)
7231                 return is_subset;
7232         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7233         return is_subset;
7234 }
7235
7236 int isl_basic_set_is_equal(
7237                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7238 {
7239         return isl_basic_map_is_equal(
7240                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7241 }
7242
7243 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7244 {
7245         int i;
7246         int is_empty;
7247
7248         if (!map)
7249                 return -1;
7250         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7251                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7252                 if (is_empty < 0)
7253                         return -1;
7254                 if (!is_empty)
7255                         return 0;
7256         }
7257         return 1;
7258 }
7259
7260 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7261 {
7262         return map ? map->n == 0 : -1;
7263 }
7264
7265 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7266 {
7267         return isl_map_plain_is_empty(map);
7268 }
7269
7270 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7271 {
7272         return set ? set->n == 0 : -1;
7273 }
7274
7275 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7276 {
7277         return isl_set_plain_is_empty(set);
7278 }
7279
7280 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7281 {
7282         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7283 }
7284
7285 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7286 {
7287         if (!map1 || !map2)
7288                 return -1;
7289
7290         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7291 }
7292
7293 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7294 {
7295         if (!set1 || !set2)
7296                 return -1;
7297
7298         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7299 }
7300
7301 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7302 {
7303         int is_subset;
7304
7305         if (!map1 || !map2)
7306                 return -1;
7307         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7308         if (is_subset != 1)
7309                 return is_subset;
7310         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7311         return is_subset;
7312 }
7313
7314 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7315 {
7316         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7317 }
7318
7319 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7320                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7321 {
7322         int is_subset;
7323
7324         if (!bmap1 || !bmap2)
7325                 return -1;
7326         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7327         if (is_subset != 1)
7328                 return is_subset;
7329         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7330         if (is_subset == -1)
7331                 return is_subset;
7332         return !is_subset;
7333 }
7334
7335 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7336 {
7337         int is_subset;
7338
7339         if (!map1 || !map2)
7340                 return -1;
7341         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7342         if (is_subset != 1)
7343                 return is_subset;
7344         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7345         if (is_subset == -1)
7346                 return is_subset;
7347         return !is_subset;
7348 }
7349
7350 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7351 {
7352         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7353 }
7354
7355 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7356 {
7357         if (!bmap)
7358                 return -1;
7359         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7360 }
7361
7362 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7363 {
7364         if (!bset)
7365                 return -1;
7366         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7367 }
7368
7369 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7370 {
7371         int i;
7372
7373         if (!map)
7374                 return -1;
7375
7376         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7377                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7378                 if (r < 0 || r)
7379                         return r;
7380         }
7381
7382         return 0;
7383 }
7384
7385 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7386 {
7387         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7388 }
7389
7390 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7391 {
7392         return isl_set_plain_is_universe(set);
7393 }
7394
7395 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7396 {
7397         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7398         struct isl_vec *sample = NULL;
7399         int empty;
7400         unsigned total;
7401
7402         if (!bmap)
7403                 return -1;
7404
7405         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7406                 return 1;
7407
7408         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7409                 return 0;
7410
7411         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7412                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7413                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7414                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7415                 isl_basic_map_free(copy);
7416                 return empty;
7417         }
7418
7419         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7420         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7421                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7422                 if (contains < 0)
7423                         return -1;
7424                 if (contains)
7425                         return 0;
7426         }
7427         isl_vec_free(bmap->sample);
7428         bmap->sample = NULL;
7429         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7430         if (!bset)
7431                 return -1;
7432         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7433         if (!sample)
7434                 return -1;
7435         empty = sample->size == 0;
7436         isl_vec_free(bmap->sample);
7437         bmap->sample = sample;
7438         if (empty)
7439                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7440
7441         return empty;
7442 }
7443
7444 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7445 {
7446         if (!bmap)
7447                 return -1;
7448         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7449 }
7450
7451 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7452 {
7453         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7454 }
7455
7456 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7457 {
7458         if (!bset)
7459                 return -1;
7460         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7461 }
7462
7463 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7464 {
7465         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7466 }
7467
7468 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7469 {
7470         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7471 }
7472
7473 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7474         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7475 {
7476         struct isl_map *map;
7477         if (!bmap1 || !bmap2)
7478                 goto error;
7479
7480         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7481
7482         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7483         if (!map)
7484                 goto error;
7485         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7486         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7487         return map;
7488 error:
7489         isl_basic_map_free(bmap1);
7490         isl_basic_map_free(bmap2);
7491         return NULL;
7492 }
7493
7494 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7495                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7496 {
7497         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7498                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7499                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7500 }
7501
7502 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7503 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7504 {
7505         int i;
7506         unsigned off;
7507
7508         if (!bmap)
7509                 return NULL;
7510
7511         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7512
7513         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7514                 int pos;
7515                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7516                         continue;
7517                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7518                                                             bmap->n_div-i);
7519                 if (pos == -1)
7520                         continue;
7521                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7522                 --i;
7523         }
7524         return bmap;
7525 }
7526
7527 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7528 {
7529         return (struct isl_basic_set *)
7530                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7531 }
7532
7533 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7534 {
7535         int i;
7536
7537         if (!map)
7538                 return 0;
7539
7540         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7541                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7542                 if (!map->p[i])
7543                         goto error;
7544         }
7545
7546         return map;
7547 error:
7548         isl_map_free(map);
7549         return NULL;
7550 }
7551
7552 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7553  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7554  * list of divs is given by "div".
7555  */
7556 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7557         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7558 {
7559         int i, j;
7560         int n_div;
7561
7562         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7563         if (!bset || !div)
7564                 goto error;
7565
7566         if (div->n_row < bset->n_div)
7567                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7568                         "not an expansion", goto error);
7569
7570         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7571                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7572                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7573
7574         n_div = bset->n_div;
7575         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7576                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7577                         goto error;
7578
7579         j = n_div - 1;
7580         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7581                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7582                         if (i != j)
7583                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7584                         j--;
7585                 } else {
7586                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7587                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7588                                 goto error;
7589                 }
7590         }
7591
7592         isl_mat_free(div);
7593         return bset;
7594 error:
7595         isl_basic_set_free(bset);
7596         isl_mat_free(div);
7597         return NULL;
7598 }
7599
7600 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7601  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7602  * 
7603  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7604  * of the corresponding div in dst otherwise.
7605  */
7606 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7607                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7608 {
7609         int i;
7610
7611         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7612
7613         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7614         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7615                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7616                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7617                                                 dst->n_div - div) == -1)
7618                         return i;
7619         return -1;
7620 }
7621
7622 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7623                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7624 {
7625         int i;
7626         unsigned total;
7627
7628         if (!dst || !src)
7629                 goto error;
7630
7631         if (src->n_div == 0)
7632                 return dst;
7633
7634         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7635                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7636
7637         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7638         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7639         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7640                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7641         if (!dst)
7642                 return NULL;
7643         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7644         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7645                 int j = find_div(dst, src, i);
7646                 if (j < 0) {
7647                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7648                         if (j < 0)
7649                                 goto error;
7650                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7651                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7652                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7653                                 goto error;
7654                 }
7655                 if (j != i)
7656                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7657         }
7658         return dst;
7659 error:
7660         isl_basic_map_free(dst);
7661         return NULL;
7662 }
7663
7664 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7665                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7666 {
7667         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7668                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7669 }
7670
7671 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7672 {
7673         int i;
7674
7675         if (!map)
7676                 return NULL;
7677         if (map->n == 0)
7678                 return map;
7679         map = isl_map_compute_divs(map);
7680         map = isl_map_cow(map);
7681         if (!map)
7682                 return NULL;
7683
7684         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7685                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7686         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7687                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7688
7689         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7690         return map;
7691 }
7692
7693 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7694 {
7695         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7696 }
7697
7698 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7699         __isl_take isl_map *map)
7700 {
7701         if (!set || !map)
7702                 goto error;
7703         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7704         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7705         set = isl_map_range(map);
7706         return set;
7707 error:
7708         isl_set_free(set);
7709         isl_map_free(map);
7710         return NULL;
7711 }
7712
7713 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7714         __isl_take isl_map *map)
7715 {
7716         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7717 }
7718
7719 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7720  * the meaning of the set.
7721  */
7722 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7723 {
7724         int i;
7725
7726         if (!map)
7727                 return NULL;
7728
7729         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7730                 remove_if_empty(map, i);
7731
7732         return map;
7733 }
7734
7735 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7736 {
7737         return (struct isl_set *)
7738                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7739 }
7740
7741 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7742 {
7743         struct isl_basic_map *bmap;
7744         if (!map || map->n == 0)
7745                 return NULL;
7746         bmap = map->p[map->n-1];
7747         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7748         return isl_basic_map_copy(bmap);
7749 }
7750
7751 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7752 {
7753         return (struct isl_basic_set *)
7754                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7755 }
7756
7757 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7758                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7759 {
7760         int i;
7761
7762         if (!map || !bmap)
7763                 goto error;
7764         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7765                 if (map->p[i] != bmap)
7766                         continue;
7767                 map = isl_map_cow(map);
7768                 if (!map)
7769                         goto error;
7770                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7771                 if (i != map->n-1) {
7772                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7773                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7774                 }
7775                 map->n--;
7776                 return map;
7777         }
7778         return map;
7779 error:
7780         isl_map_free(map);
7781         return NULL;
7782 }
7783
7784 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7785                                                 struct isl_basic_set *bset)
7786 {
7787         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7788                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7789 }
7790
7791 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7792  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7793  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7794  */
7795 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7796         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7797         int pos, isl_int *opt)
7798 {
7799         isl_space *dims;
7800         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7801         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7802         struct isl_ctx *ctx;
7803         struct isl_vec *obj;
7804         unsigned total;
7805         unsigned nparam;
7806         unsigned dim1, dim2;
7807         enum isl_lp_result res;
7808
7809         if (!bset1 || !bset2)
7810                 return isl_lp_error;
7811
7812         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7813         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7814         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7815         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7816         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7817         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7818         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7819         if (!bmap1 || !bmap2)
7820                 goto error;
7821         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7822         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7823                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7824                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7825         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7826         if (!bmap1)
7827                 goto error;
7828         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7829         ctx = bmap1->ctx;
7830         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7831         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7832         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7833         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7834         if (!obj)
7835                 goto error;
7836         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7837                                         opt, NULL, NULL);
7838         isl_basic_map_free(bmap1);
7839         isl_vec_free(obj);
7840         return res;
7841 error:
7842         isl_basic_map_free(bmap1);
7843         isl_basic_map_free(bmap2);
7844         return isl_lp_error;
7845 }
7846
7847 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7848  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7849  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7850  * smaller or larger than those in bset2.
7851  *
7852  * Returns
7853  *       1 if bset1 follows bset2
7854  *      -1 if bset1 precedes bset2
7855  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7856  *      -2 if some error occurred.
7857  */
7858 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7859         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7860 {
7861         isl_int opt;
7862         enum isl_lp_result res;
7863         int cmp;
7864
7865         isl_int_init(opt);
7866
7867         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7868
7869         if (res == isl_lp_empty)
7870                 cmp = 0;
7871         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7872                   res == isl_lp_unbounded)
7873                 cmp = 1;
7874         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7875                 cmp = -1;
7876         else
7877                 cmp = -2;
7878
7879         isl_int_clear(opt);
7880         return cmp;
7881 }
7882
7883 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7884  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7885  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7886  * than a value of the same dimension in bset2.
7887  *
7888  * Return
7889  *       1 if there exists such a pair
7890  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7891  *      -1 otherwise
7892  *      -2 if some error occurred.
7893  */
7894 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7895         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7896 {
7897         isl_int opt;
7898         enum isl_lp_result res;
7899         int cmp;
7900
7901         isl_int_init(opt);
7902
7903         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7904
7905         if (res == isl_lp_empty)
7906                 cmp = -1;
7907         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7908                   res == isl_lp_unbounded)
7909                 cmp = 1;
7910         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7911                 cmp = -1;
7912         else if (res == isl_lp_ok)
7913                 cmp = 0;
7914         else
7915                 cmp = -2;
7916
7917         isl_int_clear(opt);
7918         return cmp;
7919 }
7920
7921 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7922  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7923  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7924  * than a value of the same dimension in set2.
7925  *
7926  * Return
7927  *       1 if there exists such a pair
7928  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7929  *      -1 otherwise
7930  *      -2 if some error occurred.
7931  */
7932 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7933         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7934 {
7935         int i, j;
7936         int follows = -1;
7937
7938         if (!set1 || !set2)
7939                 return -2;
7940
7941         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7942                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7943                         int f;
7944                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7945                         if (f == 1 || f == -2)
7946                                 return f;
7947                         if (f > follows)
7948                                 follows = f;
7949                 }
7950
7951         return follows;
7952 }
7953
7954 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7955         unsigned pos, isl_int *val)
7956 {
7957         int i;
7958         int d;
7959         unsigned total;
7960
7961         if (!bmap)
7962                 return -1;
7963         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7964         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7965                 for (; d+1 > pos; --d)
7966                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7967                                 break;
7968                 if (d != pos)
7969                         continue;
7970                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7971                         return 0;
7972                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7973                         return 0;
7974                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7975                         return 0;
7976                 if (val)
7977                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7978                 return 1;
7979         }
7980         return 0;
7981 }
7982
7983 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7984         unsigned pos, isl_int *val)
7985 {
7986         int i;
7987         isl_int v;
7988         isl_int tmp;
7989         int fixed;
7990
7991         if (!map)
7992                 return -1;
7993         if (map->n == 0)
7994                 return 0;
7995         if (map->n == 1)
7996                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7997         isl_int_init(v);
7998         isl_int_init(tmp);
7999         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8000         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8001                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8002                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8003                         fixed = 0;
8004         }
8005         if (val)
8006                 isl_int_set(*val, v);
8007         isl_int_clear(tmp);
8008         isl_int_clear(v);
8009         return fixed;
8010 }
8011
8012 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8013         unsigned pos, isl_int *val)
8014 {
8015         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8016                                                 pos, val);
8017 }
8018
8019 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8020         isl_int *val)
8021 {
8022         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8023 }
8024
8025 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8026         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8027 {
8028         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8029                 return -1;
8030         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8031                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8032 }
8033
8034 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8035         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8036 {
8037         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8038                 return -1;
8039         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8040                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8041 }
8042
8043 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8044         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8045 {
8046         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8047 }
8048
8049 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8050         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8051 {
8052         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8053 }
8054
8055 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8056  * then return this fixed value in *val.
8057  */
8058 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8059         unsigned dim, isl_int *val)
8060 {
8061         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8062                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8063 }
8064
8065 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8066  * then return this fixed value in *val.
8067  */
8068 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8069         unsigned dim, isl_int *val)
8070 {
8071         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8072 }
8073
8074 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8075         unsigned dim, isl_int *val)
8076 {
8077         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8078 }
8079
8080 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8081  * then return this fixed value in *val.
8082  */
8083 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8084         unsigned in, isl_int *val)
8085 {
8086         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8087 }
8088
8089 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8090  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8091  */
8092 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8093         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8094 {
8095         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8096         isl_int *c;
8097         unsigned total;
8098         unsigned nparam;
8099
8100         if (!bset)
8101                 return -1;
8102         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8103         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8104         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8105                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8106                         continue;
8107                 if (i_eq != -1)
8108                         return 0;
8109                 i_eq = i;
8110         }
8111         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8112                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8113                         continue;
8114                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8115                         return 0;
8116                 i_ineq = i;
8117         }
8118         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8119                 return 0;
8120         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8121         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8122         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8123                 return 0;
8124         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8125                 return 0;
8126         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8127                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8128                 return 0;
8129         if (val)
8130                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8131         return 1;
8132 }
8133
8134 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8135         unsigned dim, isl_int *val)
8136 {
8137         int i;
8138         isl_int v;
8139         isl_int tmp;
8140         int fixed;
8141
8142         if (!set)
8143                 return -1;
8144         if (set->n == 0)
8145                 return 0;
8146         if (set->n == 1)
8147                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8148                                                                 dim, val);
8149         isl_int_init(v);
8150         isl_int_init(tmp);
8151         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8152                                                                 dim, &v);
8153         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8154                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8155                                                                 dim, &tmp);
8156                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8157                         fixed = 0;
8158         }
8159         if (val)
8160                 isl_int_set(*val, v);
8161         isl_int_clear(tmp);
8162         isl_int_clear(v);
8163         return fixed;
8164 }
8165
8166 struct constraint {
8167         unsigned        size;
8168         isl_int         *c;
8169 };
8170
8171 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8172  * variables sorting first.
8173  */
8174 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8175 {
8176         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8177         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8178         int l1, l2;
8179         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8180
8181         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8182         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8183
8184         if (l1 != l2)
8185                 return l1 - l2;
8186
8187         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8188 }
8189
8190 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8191         struct isl_basic_map *bmap)
8192 {
8193         int i;
8194         struct constraint *c;
8195         unsigned total;
8196
8197         if (!bmap)
8198                 return NULL;
8199         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8200         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8201         if (!c)
8202                 goto error;
8203         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8204                 c[i].size = total;
8205                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8206         }
8207         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8208         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8209                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8210         free(c);
8211         return bmap;
8212 error:
8213         isl_basic_map_free(bmap);
8214         return NULL;
8215 }
8216
8217 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8218         __isl_take isl_basic_set *bset)
8219 {
8220         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8221                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8222 }
8223
8224 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8225 {
8226         if (!bmap)
8227                 return NULL;
8228         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8229                 return bmap;
8230         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8231         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8232         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8233         return bmap;
8234 }
8235
8236 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8237 {
8238         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8239                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8240 }
8241
8242 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8243         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8244 {
8245         int i, cmp;
8246         unsigned total;
8247
8248         if (bmap1 == bmap2)
8249                 return 0;
8250         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8251             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8252                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8253         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8254                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8255         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8256                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8257         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8258                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8259         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8260             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8261                 return 0;
8262         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8263                 return 1;
8264         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8265                 return -1;
8266         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8267                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8268         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8269                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8270         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8271                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8272         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8273         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8274                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8275                 if (cmp)
8276                         return cmp;
8277         }
8278         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8279                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8280                 if (cmp)
8281                         return cmp;
8282         }
8283         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8284                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8285                 if (cmp)
8286                         return cmp;
8287         }
8288         return 0;
8289 }
8290
8291 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8292         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8293 {
8294         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8295 }
8296
8297 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8298 {
8299         int i, cmp;
8300
8301         if (set1 == set2)
8302                 return 0;
8303         if (set1->n != set2->n)
8304                 return set1->n - set2->n;
8305
8306         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8307                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8308                 if (cmp)
8309                         return cmp;
8310         }
8311
8312         return 0;
8313 }
8314
8315 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8316         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8317 {
8318         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8319 }
8320
8321 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8322         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8323 {
8324         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8325                                             (isl_basic_map *)bset2);
8326 }
8327
8328 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8329 {
8330         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8331         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8332
8333         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8334 }
8335
8336 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8337  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8338  * meaning of any possible other copies of map.
8339  */
8340 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8341 {
8342         int i, j;
8343         struct isl_basic_map *bmap;
8344
8345         if (!map)
8346                 return NULL;
8347         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8348                 return map;
8349         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8350                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8351                 if (!bmap)
8352                         goto error;
8353                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8354                 map->p[i] = bmap;
8355         }
8356         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8357         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8358         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8359         if (!map)
8360                 return NULL;
8361         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8362                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8363                         continue;
8364                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8365                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8366                         map->p[j-1] = map->p[j];
8367                 map->n--;
8368         }
8369         return map;
8370 error:
8371         isl_map_free(map);
8372         return NULL;
8373
8374 }
8375
8376 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8377 {
8378         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8379 }
8380
8381 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8382 {
8383         int i;
8384         int equal;
8385
8386         if (!map1 || !map2)
8387                 return -1;
8388
8389         if (map1 == map2)
8390                 return 1;
8391         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8392                 return 0;
8393
8394         map1 = isl_map_copy(map1);
8395         map2 = isl_map_copy(map2);
8396         map1 = isl_map_normalize(map1);
8397         map2 = isl_map_normalize(map2);
8398         if (!map1 || !map2)
8399                 goto error;
8400         equal = map1->n == map2->n;
8401         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8402                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8403                 if (equal < 0)
8404                         goto error;
8405         }
8406         isl_map_free(map1);
8407         isl_map_free(map2);
8408         return equal;
8409 error:
8410         isl_map_free(map1);
8411         isl_map_free(map2);
8412         return -1;
8413 }
8414
8415 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8416 {
8417         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8418 }
8419
8420 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8421 {
8422         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8423                                                 (struct isl_map *)set2);
8424 }
8425
8426 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8427 {
8428         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8429 }
8430
8431 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8432  */
8433 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8434         isl_int min, isl_int max)
8435 {
8436         int k;
8437         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8438
8439         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8440         if (!bset)
8441                 goto error;
8442
8443         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8444         if (k < 0)
8445                 goto error;
8446         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8447         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8448
8449         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8450         if (k < 0)
8451                 goto error;
8452         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8453         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8454
8455         return bset;
8456 error:
8457         isl_basic_set_free(bset);
8458         return NULL;
8459 }
8460
8461 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8462  */
8463 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8464         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8465 {
8466         int i;
8467         unsigned dim;
8468         unsigned nparam;
8469         unsigned extra;
8470         unsigned n_eq;
8471         unsigned n_ineq;
8472         struct isl_basic_set *product = NULL;
8473
8474         if (!list)
8475                 goto error;
8476         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8477         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8478         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8479         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8480         extra = list->p[0]->n_div;
8481         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8482         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8483         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8484                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8485                 isl_assert(list->ctx,
8486                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8487                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8488                 extra += list->p[i]->n_div;
8489                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8490                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8491         }
8492         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8493                                         n_eq, n_ineq);
8494         if (!product)
8495                 goto error;
8496         dim = 0;
8497         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8498                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8499                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8500                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8501         }
8502         isl_basic_set_list_free(list);
8503         return product;
8504 error:
8505         isl_basic_set_free(product);
8506         isl_basic_set_list_free(list);
8507         return NULL;
8508 }
8509
8510 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8511                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8512 {
8513         isl_space *dim_result = NULL;
8514         struct isl_basic_map *bmap;
8515         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8516         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8517
8518         if (!bmap1 || !bmap2)
8519                 goto error;
8520
8521         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8522                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8523         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8524                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8525
8526         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8527         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8528         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8529         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8530         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8531
8532         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8533         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8534         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8535         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8536         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8537         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8538         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8539         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8540         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8541         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8542         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8543
8544         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8545                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8546                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8547                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8548         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8549         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8550         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8551         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8552 error:
8553         isl_basic_map_free(bmap1);
8554         isl_basic_map_free(bmap2);
8555         return NULL;
8556 }
8557
8558 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8559         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8560 {
8561         isl_basic_map *prod;
8562
8563         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8564         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8565         return prod;
8566 }
8567
8568 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8569         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8570 {
8571         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8572 }
8573
8574 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8575         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8576 {
8577         isl_space *space_result = NULL;
8578         isl_basic_map *bmap;
8579         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8580         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8581
8582         if (!bmap1 || !bmap2)
8583                 goto error;
8584
8585         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8586                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8587
8588         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8589         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8590         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8591         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8592
8593         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8594         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8595         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8596         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8597         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8598         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8599         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8600         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8601         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8602         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8603         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8604
8605         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8606                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8607                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8608                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8609         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8610         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8611         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8612         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8613 error:
8614         isl_basic_map_free(bmap1);
8615         isl_basic_map_free(bmap2);
8616         return NULL;
8617 }
8618
8619 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8620         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8621 {
8622         isl_space *dim_result = NULL;
8623         isl_basic_map *bmap;
8624         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8625         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8626
8627         if (!bmap1 || !bmap2)
8628                 goto error;
8629
8630         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8631                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8632                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8633                         "parameters don't match", goto error);
8634
8635         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8636                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8637
8638         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8639         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8640         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8641         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8642
8643         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8644         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8645         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8646         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8647         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8648         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8649         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8650         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8651         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8652         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8653         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8654
8655         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8656                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8657                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8658                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8659         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8660         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8661         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8662         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8663 error:
8664         isl_basic_map_free(bmap1);
8665         isl_basic_map_free(bmap2);
8666         return NULL;
8667 }
8668
8669 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8670         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8671 {
8672         isl_basic_map *prod;
8673
8674         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8675         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8676         return prod;
8677 }
8678
8679 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8680         __isl_take isl_map *map2,
8681         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8682                                            __isl_take isl_space *right),
8683         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8684                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8685 {
8686         unsigned flags = 0;
8687         struct isl_map *result;
8688         int i, j;
8689
8690         if (!map1 || !map2)
8691                 goto error;
8692
8693         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8694                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8695
8696         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8697             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8698                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8699
8700         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8701                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8702                                 map1->n * map2->n, flags);
8703         if (!result)
8704                 goto error;
8705         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8706                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8707                         struct isl_basic_map *part;
8708                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8709                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8710                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8711                                 isl_basic_map_free(part);
8712                         else
8713                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8714                         if (!result)
8715                                 goto error;
8716                 }
8717         isl_map_free(map1);
8718         isl_map_free(map2);
8719         return result;
8720 error:
8721         isl_map_free(map1);
8722         isl_map_free(map2);
8723         return NULL;
8724 }
8725
8726 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8727  */
8728 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8729         __isl_take isl_map *map2)
8730 {
8731         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8732 }
8733
8734 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8735         __isl_take isl_map *map2)
8736 {
8737         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8738 }
8739
8740 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8741  */
8742 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8743         __isl_take isl_map *map2)
8744 {
8745         isl_map *prod;
8746
8747         prod = isl_map_product(map1, map2);
8748         prod = isl_map_flatten(prod);
8749         return prod;
8750 }
8751
8752 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8753  */
8754 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8755 {
8756         return isl_map_range_product(set1, set2);
8757 }
8758
8759 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8760         __isl_take isl_set *set2)
8761 {
8762         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8763 }
8764
8765 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8766  */
8767 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8768         __isl_take isl_map *map2)
8769 {
8770         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8771                                 &isl_basic_map_domain_product);
8772 }
8773
8774 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8775  */
8776 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8777         __isl_take isl_map *map2)
8778 {
8779         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8780                                 &isl_basic_map_range_product);
8781 }
8782
8783 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8784         __isl_take isl_map *map2)
8785 {
8786         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8787                                                 &map_domain_product_aligned);
8788 }
8789
8790 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8791         __isl_take isl_map *map2)
8792 {
8793         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8794                                                 &map_range_product_aligned);
8795 }
8796
8797 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8798  */
8799 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8800         __isl_take isl_map *map2)
8801 {
8802         isl_map *prod;
8803
8804         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8805         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8806         return prod;
8807 }
8808
8809 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8810  */
8811 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8812         __isl_take isl_map *map2)
8813 {
8814         isl_map *prod;
8815
8816         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8817         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8818         return prod;
8819 }
8820
8821 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8822 {
8823         int i;
8824         uint32_t hash = isl_hash_init();
8825         unsigned total;
8826
8827         if (!bmap)
8828                 return 0;
8829         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8830         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8831         if (!bmap)
8832                 return 0;
8833         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8834         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8835         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8836                 uint32_t c_hash;
8837                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8838                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8839         }
8840         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8841         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8842                 uint32_t c_hash;
8843                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8844                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8845         }
8846         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8847         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8848                 uint32_t c_hash;
8849                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8850                         continue;
8851                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8852                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8853                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8854         }
8855         isl_basic_map_free(bmap);
8856         return hash;
8857 }
8858
8859 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8860 {
8861         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8862 }
8863
8864 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8865 {
8866         int i;
8867         uint32_t hash;
8868
8869         if (!map)
8870                 return 0;
8871         map = isl_map_copy(map);
8872         map = isl_map_normalize(map);
8873         if (!map)
8874                 return 0;
8875
8876         hash = isl_hash_init();
8877         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8878                 uint32_t bmap_hash;
8879                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8880                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8881         }
8882                 
8883         isl_map_free(map);
8884
8885         return hash;
8886 }
8887
8888 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8889 {
8890         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8891 }
8892
8893 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8894  * by the values of the other parameters and variables.
8895  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8896  */
8897 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8898 {
8899         int i;
8900         unsigned nparam;
8901
8902         if (!bset)
8903                 return -1;
8904         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8905         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8906                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8907                         return 1;
8908         return 0;
8909 }
8910
8911 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8912  * by the values of the other parameters and variables.
8913  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8914  * for each of the subsets.
8915  */
8916 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8917 {
8918         int i;
8919
8920         if (!set)
8921                 return -1;
8922         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8923                 int unique;
8924                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8925                 if (unique != 1)
8926                         return unique;
8927         }
8928         return 1;
8929 }
8930
8931 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8932 {
8933         return set ? set->n : 0;
8934 }
8935
8936 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8937         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8938 {
8939         int i;
8940
8941         if (!map)
8942                 return -1;
8943
8944         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8945                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8946                         return -1;
8947
8948         return 0;
8949 }
8950
8951 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8952         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8953 {
8954         int i;
8955
8956         if (!set)
8957                 return -1;
8958
8959         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8960                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8961                         return -1;
8962
8963         return 0;
8964 }
8965
8966 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8967 {
8968         isl_space *dim;
8969
8970         if (!bset)
8971                 return NULL;
8972
8973         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8974         if (!bset)
8975                 return NULL;
8976
8977         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8978         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8979         if (!dim)
8980                 goto error;
8981         isl_space_free(bset->dim);
8982         bset->dim = dim;
8983         bset->extra -= bset->n_div;
8984         bset->n_div = 0;
8985
8986         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8987
8988         return bset;
8989 error:
8990         isl_basic_set_free(bset);
8991         return NULL;
8992 }
8993
8994 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8995 {
8996         int i;
8997         isl_space *dim;
8998         unsigned n_div;
8999
9000         set = isl_set_align_divs(set);
9001
9002         if (!set)
9003                 return NULL;
9004
9005         set = isl_set_cow(set);
9006         if (!set)
9007                 return NULL;
9008
9009         n_div = set->p[0]->n_div;
9010         dim = isl_set_get_space(set);
9011         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9012         if (!dim)
9013                 goto error;
9014         isl_space_free(set->dim);
9015         set->dim = dim;
9016
9017         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9018                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9019                 if (!set->p[i])
9020                         goto error;
9021         }
9022
9023         return set;
9024 error:
9025         isl_set_free(set);
9026         return NULL;
9027 }
9028
9029 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9030 {
9031         isl_space *dim;
9032         struct isl_basic_map *bmap;
9033         unsigned n_set;
9034         unsigned n_div;
9035         unsigned n_param;
9036         unsigned total;
9037         int i, k, l;
9038
9039         set = isl_set_align_divs(set);
9040
9041         if (!set)
9042                 return NULL;
9043
9044         dim = isl_set_get_space(set);
9045         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9046                 isl_set_free(set);
9047                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9048         }
9049
9050         n_div = set->p[0]->n_div;
9051         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9052         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9053         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9054         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9055         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9056         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9057                 bmap = var_equal(bmap, i);
9058
9059         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9060         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9061                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9062                 if (k < 0)
9063                         goto error;
9064                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9065                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9066                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9067                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9068                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9069                             set->p[0]->div[i][0]);
9070
9071                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9072                 if (l < 0)
9073                         goto error;
9074                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9075                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9076                             set->p[0]->div[i][0]);
9077                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9078         }
9079
9080         isl_set_free(set);
9081         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9082         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9083         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9084 error:
9085         isl_set_free(set);
9086         isl_basic_map_free(bmap);
9087         return NULL;
9088 }
9089
9090 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9091 {
9092         unsigned dim;
9093         int size = 0;
9094
9095         if (!bset)
9096                 return -1;
9097
9098         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9099         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9100         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9101         size += bset->n_div * (2 + dim);
9102
9103         return size;
9104 }
9105
9106 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9107 {
9108         int i;
9109         int size = 0;
9110
9111         if (!set)
9112                 return -1;
9113
9114         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9115                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9116
9117         return size;
9118 }
9119
9120 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9121  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9122  */
9123 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9124         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9125 {
9126         int i;
9127
9128         if (!bmap)
9129                 return -1;
9130
9131         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9132
9133         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9134
9135         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9136                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9137                         continue;
9138                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9139                         return 1;
9140         }
9141
9142         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9143                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9144                         return 1;
9145
9146         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9147                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9148                 if (sgn > 0)
9149                         lower = 1;
9150                 if (sgn < 0)
9151                         upper = 1;
9152         }
9153
9154         return lower && upper;
9155 }
9156
9157 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9158         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9159 {
9160         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9161 }
9162
9163 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9164         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9165 {
9166         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9167 }
9168
9169 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9170         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9171 {
9172         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9173 }
9174
9175 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9176         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9177 {
9178         int i;
9179
9180         if (!map)
9181                 return -1;
9182
9183         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9184                 int bounded;
9185                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9186                 if (bounded < 0 || !bounded)
9187                         return bounded;
9188         }
9189
9190         return 1;
9191 }
9192
9193 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9194  * and a lower bound.
9195  */
9196 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9197         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9198 {
9199         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9200 }
9201
9202 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9203  */
9204 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9205         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9206         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9207                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9208 {
9209         int i;
9210
9211         if (!map)
9212                 return -1;
9213
9214         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9215                 int bounded;
9216                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9217                 if (bounded < 0 || bounded)
9218                         return bounded;
9219         }
9220
9221         return 0;
9222 }
9223
9224 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9225  */
9226 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9227         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9228 {
9229         return has_any_bound(set, type, pos,
9230                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9231 }
9232
9233 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9234  */
9235 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9236         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9237 {
9238         return has_any_bound(set, type, pos,
9239                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9240 }
9241
9242 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9243  */
9244 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9245         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9246         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9247                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9248 {
9249         int i;
9250
9251         if (!map)
9252                 return -1;
9253
9254         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9255                 int bounded;
9256                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9257                 if (bounded < 0 || !bounded)
9258                         return bounded;
9259         }
9260
9261         return 1;
9262 }
9263
9264 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9265  */
9266 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9267         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9268 {
9269         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9270 }
9271
9272 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9273  */
9274 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9275         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9276 {
9277         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9278 }
9279
9280 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9281  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9282  * elements of the array "signs".
9283  * Sign
9284  *      1 means that the variable is non-negative
9285  *      -1 means that the variable is non-positive
9286  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9287  */
9288 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9289         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9290 {
9291         isl_vec *bound = NULL;
9292         struct isl_tab *tab = NULL;
9293         struct isl_tab_undo *snap;
9294         int i;
9295
9296         if (!bset || !signs)
9297                 return -1;
9298
9299         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9300         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9301         if (!bound || !tab)
9302                 goto error;
9303
9304         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9305         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9306
9307         snap = isl_tab_snap(tab);
9308         for (i = 0; i < n; ++i) {
9309                 int empty;
9310
9311                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9312                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9313                         goto error;
9314                 empty = tab->empty;
9315                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9316                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9317                         goto error;
9318
9319                 if (empty) {
9320                         signs[i] = 1;
9321                         continue;
9322                 }
9323
9324                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9325                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9326                         goto error;
9327                 empty = tab->empty;
9328                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9329                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9330                         goto error;
9331
9332                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9333         }
9334
9335         isl_tab_free(tab);
9336         isl_vec_free(bound);
9337         return 0;
9338 error:
9339         isl_tab_free(tab);
9340         isl_vec_free(bound);
9341         return -1;
9342 }
9343
9344 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9345         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9346 {
9347         if (!bset || !signs)
9348                 return -1;
9349         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9350                 return -1);
9351
9352         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9353         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9354 }
9355
9356 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9357  * In particular, for each output dimension, check that there is
9358  * an equality that defines the output dimension in terms of
9359  * earlier dimensions.
9360  */
9361 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9362 {
9363         int i, j;
9364         unsigned total;
9365         unsigned n_out;
9366         unsigned o_out;
9367
9368         if (!bmap)
9369                 return -1;
9370
9371         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9372         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9373         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9374
9375         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9376                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9377                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9378                                 continue;
9379                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9380                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9381                                 break;
9382                 }
9383                 if (j >= bmap->n_eq)
9384                         return 0;
9385         }
9386
9387         return 1;
9388 }
9389
9390 /* Check if the given basic map is single-valued.
9391  * We simply compute
9392  *
9393  *      M \circ M^-1
9394  *
9395  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9396  */
9397 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9398 {
9399         isl_space *space;
9400         isl_basic_map *test;
9401         isl_basic_map *id;
9402         int sv;
9403
9404         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9405         if (sv < 0 || sv)
9406                 return sv;
9407
9408         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9409         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9410
9411         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9412         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9413         id = isl_basic_map_identity(space);
9414
9415         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9416
9417         isl_basic_map_free(test);
9418         isl_basic_map_free(id);
9419
9420         return sv;
9421 }
9422
9423 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9424  */
9425 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9426 {
9427         if (!map)
9428                 return -1;
9429         if (map->n == 0)
9430                 return 1;
9431         if (map->n >= 2)
9432                 return 0;
9433
9434         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9435 }
9436
9437 /* Check if the given map is single-valued.
9438  * We simply compute
9439  *
9440  *      M \circ M^-1
9441  *
9442  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9443  */
9444 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9445 {
9446         isl_space *dim;
9447         isl_map *test;
9448         isl_map *id;
9449         int sv;
9450
9451         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9452         if (sv < 0 || sv)
9453                 return sv;
9454
9455         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9456         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9457
9458         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9459         id = isl_map_identity(dim);
9460
9461         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9462
9463         isl_map_free(test);
9464         isl_map_free(id);
9465
9466         return sv;
9467 }
9468
9469 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9470 {
9471         int in;
9472
9473         map = isl_map_copy(map);
9474         map = isl_map_reverse(map);
9475         in = isl_map_is_single_valued(map);
9476         isl_map_free(map);
9477
9478         return in;
9479 }
9480
9481 /* Check if the given map is obviously injective.
9482  */
9483 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9484 {
9485         int in;
9486
9487         map = isl_map_copy(map);
9488         map = isl_map_reverse(map);
9489         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9490         isl_map_free(map);
9491
9492         return in;
9493 }
9494
9495 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9496 {
9497         int sv;
9498
9499         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9500         if (sv < 0 || !sv)
9501                 return sv;
9502
9503         return isl_map_is_injective(map);
9504 }
9505
9506 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9507 {
9508         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9509 }
9510
9511 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9512 {
9513         int ok;
9514         isl_set *delta;
9515
9516         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9517         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9518         isl_set_free(delta);
9519
9520         return ok;
9521 }
9522
9523 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9524 {
9525         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9526                 return 0;
9527         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9528                 return 0;
9529         return 1;
9530 }
9531
9532 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9533 {
9534         int i, j;
9535         unsigned nvar;
9536         unsigned ovar;
9537
9538         if (!bset)
9539                 return -1;
9540
9541         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9542                 return 0;
9543
9544         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9545         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9546         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9547                 int lower = 0, upper = 0;
9548                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9549                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9550                                 continue;
9551                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9552                                 return 0;
9553                         break;
9554                 }
9555                 if (i < bset->n_eq)
9556                         continue;
9557                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9558                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9559                                 continue;
9560                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9561                                 return 0;
9562                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9563                                 lower = 1;
9564                         else
9565                                 upper = 1;
9566                 }
9567                 if (!lower || !upper)
9568                         return 0;
9569         }
9570
9571         return 1;
9572 }
9573
9574 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9575 {
9576         if (!set)
9577                 return -1;
9578         if (set->n != 1)
9579                 return 0;
9580
9581         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9582 }
9583
9584 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9585 {
9586         if (!bset)
9587                 return -1;
9588         
9589         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9590 }
9591
9592 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9593 {
9594         if (!set)
9595                 return -1;
9596         
9597         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9598 }
9599
9600 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9601 {
9602         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9603         if (!bmap)
9604                 return NULL;
9605
9606         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9607         if (!bmap->dim)
9608                 goto error;
9609
9610         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9611
9612         return (isl_basic_set *)bmap;
9613 error:
9614         isl_basic_map_free(bmap);
9615         return NULL;
9616 }
9617
9618 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9619 {
9620         int i;
9621
9622         map = isl_map_cow(map);
9623         if (!map)
9624                 return NULL;
9625
9626         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9627                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9628                 if (!map->p[i])
9629                         goto error;
9630         }
9631         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9632         if (!map->dim)
9633                 goto error;
9634
9635         return (isl_set *)map;
9636 error:
9637         isl_map_free(map);
9638         return NULL;
9639 }
9640
9641 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9642 {
9643         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9644         if (!bset)
9645                 return NULL;
9646
9647         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9648         if (!bset->dim)
9649                 goto error;
9650
9651         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9652
9653         return (isl_basic_map *)bset;
9654 error:
9655         isl_basic_set_free(bset);
9656         return NULL;
9657 }
9658
9659 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9660 {
9661         int i;
9662
9663         if (!set)
9664                 return NULL;
9665
9666         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9667                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9668                         goto error);
9669
9670         set = isl_set_cow(set);
9671         if (!set)
9672                 return NULL;
9673
9674         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9675                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9676                 if (!set->p[i])
9677                         goto error;
9678         }
9679
9680         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9681         if (!set->dim)
9682                 goto error;
9683
9684         return (isl_map *)set;
9685 error:
9686         isl_set_free(set);
9687         return NULL;
9688 }
9689
9690 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9691         enum isl_dim_type type)
9692 {
9693         if (!bmap)
9694                 return NULL;
9695
9696         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9697                 return bmap;
9698
9699         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9700         if (!bmap)
9701                 return NULL;
9702
9703         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9704         if (!bmap->dim)
9705                 goto error;
9706
9707         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9708
9709         return bmap;
9710 error:
9711         isl_basic_map_free(bmap);
9712         return NULL;
9713 }
9714
9715 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9716         enum isl_dim_type type)
9717 {
9718         int i;
9719
9720         if (!map)
9721                 return NULL;
9722
9723         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9724                 return map;
9725
9726         map = isl_map_cow(map);
9727         if (!map)
9728                 return NULL;
9729
9730         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9731                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9732                 if (!map->p[i])
9733                         goto error;
9734         }
9735         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9736         if (!map->dim)
9737                 goto error;
9738
9739         return map;
9740 error:
9741         isl_map_free(map);
9742         return NULL;
9743 }
9744
9745 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9746 {
9747         if (!bmap)
9748                 return NULL;
9749
9750         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9751                 return bmap;
9752
9753         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9754         if (!bmap)
9755                 return NULL;
9756
9757         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9758         if (!bmap->dim)
9759                 goto error;
9760
9761         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9762
9763         return bmap;
9764 error:
9765         isl_basic_map_free(bmap);
9766         return NULL;
9767 }
9768
9769 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9770 {
9771         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9772 }
9773
9774 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9775         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9776 {
9777         if (!bmap)
9778                 return NULL;
9779
9780         if (!bmap->dim->nested[0])
9781                 return bmap;
9782
9783         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9784         if (!bmap)
9785                 return NULL;
9786
9787         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9788         if (!bmap->dim)
9789                 goto error;
9790
9791         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9792
9793         return bmap;
9794 error:
9795         isl_basic_map_free(bmap);
9796         return NULL;
9797 }
9798
9799 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9800         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9801 {
9802         if (!bmap)
9803                 return NULL;
9804
9805         if (!bmap->dim->nested[1])
9806                 return bmap;
9807
9808         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9809         if (!bmap)
9810                 return NULL;
9811
9812         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9813         if (!bmap->dim)
9814                 goto error;
9815
9816         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9817
9818         return bmap;
9819 error:
9820         isl_basic_map_free(bmap);
9821         return NULL;
9822 }
9823
9824 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9825 {
9826         int i;
9827
9828         if (!map)
9829                 return NULL;
9830
9831         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9832                 return map;
9833
9834         map = isl_map_cow(map);
9835         if (!map)
9836                 return NULL;
9837
9838         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9839                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9840                 if (!map->p[i])
9841                         goto error;
9842         }
9843         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9844         if (!map->dim)
9845                 goto error;
9846
9847         return map;
9848 error:
9849         isl_map_free(map);
9850         return NULL;
9851 }
9852
9853 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9854 {
9855         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9856 }
9857
9858 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9859 {
9860         isl_space *dim, *flat_dim;
9861         isl_map *map;
9862
9863         dim = isl_set_get_space(set);
9864         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9865         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9866         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9867
9868         return map;
9869 }
9870
9871 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9872 {
9873         int i;
9874
9875         if (!map)
9876                 return NULL;
9877
9878         if (!map->dim->nested[0])
9879                 return map;
9880
9881         map = isl_map_cow(map);
9882         if (!map)
9883                 return NULL;
9884
9885         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9886                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9887                 if (!map->p[i])
9888                         goto error;
9889         }
9890         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9891         if (!map->dim)
9892                 goto error;
9893
9894         return map;
9895 error:
9896         isl_map_free(map);
9897         return NULL;
9898 }
9899
9900 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9901 {
9902         int i;
9903
9904         if (!map)
9905                 return NULL;
9906
9907         if (!map->dim->nested[1])
9908                 return map;
9909
9910         map = isl_map_cow(map);
9911         if (!map)
9912                 return NULL;
9913
9914         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9915                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9916                 if (!map->p[i])
9917                         goto error;
9918         }
9919         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9920         if (!map->dim)
9921                 goto error;
9922
9923         return map;
9924 error:
9925         isl_map_free(map);
9926         return NULL;
9927 }
9928
9929 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9930  * and set the dimension specification to "dim".
9931  */
9932 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9933         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9934 {
9935         isl_basic_map *res;
9936         unsigned flags;
9937
9938         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9939         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9940                 goto error;
9941
9942         flags = bmap->flags;
9943         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9944         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9945         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9946         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9947                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9948         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9949         if (res)
9950                 res->flags = flags;
9951         res = isl_basic_map_finalize(res);
9952         return res;
9953 error:
9954         free(dim_map);
9955         isl_basic_map_free(bmap);
9956         isl_space_free(dim);
9957         return NULL;
9958 }
9959
9960 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9961  */
9962 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9963         __isl_take isl_reordering *r)
9964 {
9965         int i;
9966         struct isl_dim_map *dim_map;
9967
9968         map = isl_map_cow(map);
9969         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9970         if (!map || !r || !dim_map)
9971                 goto error;
9972
9973         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9974                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9975
9976                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9977
9978                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9979                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9980
9981                 if (!map->p[i])
9982                         goto error;
9983         }
9984
9985         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9986
9987         isl_reordering_free(r);
9988         free(dim_map);
9989         return map;
9990 error:
9991         free(dim_map);
9992         isl_map_free(map);
9993         isl_reordering_free(r);
9994         return NULL;
9995 }
9996
9997 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9998         __isl_take isl_reordering *r)
9999 {
10000         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10001 }
10002
10003 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10004         __isl_take isl_space *model)
10005 {
10006         isl_ctx *ctx;
10007
10008         if (!map || !model)
10009                 goto error;
10010
10011         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10012         if (!isl_space_has_named_params(model))
10013                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10014                         "model has unnamed parameters", goto error);
10015         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10016                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10017                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10018         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10019                 isl_reordering *exp;
10020
10021                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10022                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10023                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10024                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10025                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10026                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10027                 map = isl_map_realign(map, exp);
10028         }
10029
10030         isl_space_free(model);
10031         return map;
10032 error:
10033         isl_space_free(model);
10034         isl_map_free(map);
10035         return NULL;
10036 }
10037
10038 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10039         __isl_take isl_space *model)
10040 {
10041         return isl_map_align_params(set, model);
10042 }
10043
10044 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10045  * additional parameters if needed.
10046  */
10047 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10048         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10049 {
10050         isl_ctx *ctx;
10051
10052         if (!bmap || !model)
10053                 goto error;
10054
10055         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10056         if (!isl_space_has_named_params(model))
10057                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10058                         "model has unnamed parameters", goto error);
10059         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10060                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10061                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10062         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10063                 isl_reordering *exp;
10064                 struct isl_dim_map *dim_map;
10065
10066                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10067                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10068                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10069                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10070                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10071                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10072                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10073                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10074                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10075                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10076                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10077                 isl_reordering_free(exp);
10078                 free(dim_map);
10079         }
10080
10081         isl_space_free(model);
10082         return bmap;
10083 error:
10084         isl_space_free(model);
10085         isl_basic_map_free(bmap);
10086         return NULL;
10087 }
10088
10089 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10090  * additional parameters if needed.
10091  */
10092 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10093         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10094 {
10095         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10096 }
10097
10098 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10099                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10100                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10101                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10102 {
10103         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10104         struct isl_mat *mat;
10105         int i, j, k;
10106         int pos;
10107
10108         if (!bmap)
10109                 return NULL;
10110         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10111                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10112         if (!mat)
10113                 return NULL;
10114         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10115                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10116                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10117                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10118                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10119                                             bmap->eq[i][off + k]);
10120                                 ++pos;
10121                         }
10122                 }
10123
10124         return mat;
10125 }
10126
10127 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10128                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10129                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10130                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10131 {
10132         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10133         struct isl_mat *mat;
10134         int i, j, k;
10135         int pos;
10136
10137         if (!bmap)
10138                 return NULL;
10139         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10140                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10141         if (!mat)
10142                 return NULL;
10143         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10144                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10145                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10146                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10147                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10148                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10149                                 ++pos;
10150                         }
10151                 }
10152
10153         return mat;
10154 }
10155
10156 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10157         __isl_take isl_space *dim,
10158         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10159         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10160         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10161 {
10162         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10163         isl_basic_map *bmap;
10164         unsigned total;
10165         unsigned extra;
10166         int i, j, k, l;
10167         int pos;
10168
10169         if (!dim || !eq || !ineq)
10170                 goto error;
10171
10172         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10173                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10174                         "equalities and inequalities matrices should have "
10175                         "same number of columns", goto error);
10176
10177         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10178
10179         if (eq->n_col < total)
10180                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10181                         "number of columns too small", goto error);
10182
10183         extra = eq->n_col - total;
10184
10185         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10186                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10187         if (!bmap)
10188                 goto error;
10189         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10190                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10191                 if (k < 0)
10192                         goto error;
10193                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10194         }
10195         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10196                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10197                 if (l < 0)
10198                         goto error;
10199                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10200                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10201                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10202                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10203                                             eq->row[i][pos]);
10204                                 ++pos;
10205                         }
10206                 }
10207         }
10208         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10209                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10210                 if (l < 0)
10211                         goto error;
10212                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10213                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10214                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10215                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10216                                             ineq->row[i][pos]);
10217                                 ++pos;
10218                         }
10219                 }
10220         }
10221
10222         isl_space_free(dim);
10223         isl_mat_free(eq);
10224         isl_mat_free(ineq);
10225
10226         return bmap;
10227 error:
10228         isl_space_free(dim);
10229         isl_mat_free(eq);
10230         isl_mat_free(ineq);
10231         return NULL;
10232 }
10233
10234 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10235         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10236         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10237 {
10238         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10239                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10240 }
10241
10242 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10243         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10244         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10245 {
10246         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10247                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10248 }
10249
10250 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10251         __isl_take isl_space *dim,
10252         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10253         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10254 {
10255         return (isl_basic_set*)
10256             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10257                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10258 }
10259
10260 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10261 {
10262         if (!bmap)
10263                 return -1;
10264         
10265         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10266 }
10267
10268 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10269 {
10270         if (!map)
10271                 return -1;
10272         
10273         return isl_space_can_zip(map->dim);
10274 }
10275
10276 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10277  * (A -> C) -> (B -> D).
10278  */
10279 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10280 {
10281         unsigned pos;
10282         unsigned n1;
10283         unsigned n2;
10284
10285         if (!bmap)
10286                 return NULL;
10287
10288         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10289                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10290                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10291         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10292                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10293         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10294         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10295         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10296         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10297         if (!bmap)
10298                 return NULL;
10299         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10300         if (!bmap->dim)
10301                 goto error;
10302         return bmap;
10303 error:
10304         isl_basic_map_free(bmap);
10305         return NULL;
10306 }
10307
10308 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10309  * (A -> C) -> (B -> D).
10310  */
10311 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10312 {
10313         int i;
10314
10315         if (!map)
10316                 return NULL;
10317
10318         if (!isl_map_can_zip(map))
10319                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10320                         goto error);
10321
10322         map = isl_map_cow(map);
10323         if (!map)
10324                 return NULL;
10325
10326         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10327                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10328                 if (!map->p[i])
10329                         goto error;
10330         }
10331
10332         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10333         if (!map->dim)
10334                 goto error;
10335
10336         return map;
10337 error:
10338         isl_map_free(map);
10339         return NULL;
10340 }
10341
10342 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10343  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10344  */
10345 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10346 {
10347         if (!bmap)
10348                 return -1;
10349
10350         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10351 }
10352
10353 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10354  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10355  */
10356 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10357 {
10358         if (!map)
10359                 return -1;
10360
10361         return isl_space_can_curry(map->dim);
10362 }
10363
10364 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10365  * A -> (B -> C).
10366  */
10367 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10368 {
10369
10370         if (!bmap)
10371                 return NULL;
10372
10373         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10374                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10375                         "basic map cannot be curried", goto error);
10376         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10377         if (!bmap->dim)
10378                 goto error;
10379         return bmap;
10380 error:
10381         isl_basic_map_free(bmap);
10382         return NULL;
10383 }
10384
10385 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10386  * A -> (B -> C).
10387  */
10388 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10389 {
10390         int i;
10391
10392         if (!map)
10393                 return NULL;
10394
10395         if (!isl_map_can_curry(map))
10396                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10397                         goto error);
10398
10399         map = isl_map_cow(map);
10400         if (!map)
10401                 return NULL;
10402
10403         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10404                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10405                 if (!map->p[i])
10406                         goto error;
10407         }
10408
10409         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10410         if (!map->dim)
10411                 goto error;
10412
10413         return map;
10414 error:
10415         isl_map_free(map);
10416         return NULL;
10417 }
10418
10419 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10420  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10421  */
10422 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10423 {
10424         if (!bmap)
10425                 return -1;
10426
10427         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10428 }
10429
10430 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10431  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10432  */
10433 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10434 {
10435         if (!map)
10436                 return -1;
10437
10438         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10439 }
10440
10441 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10442  * (A -> B) -> C.
10443  */
10444 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10445 {
10446
10447         if (!bmap)
10448                 return NULL;
10449
10450         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10451                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10452                         "basic map cannot be uncurried",
10453                         return isl_basic_map_free(bmap));
10454         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10455         if (!bmap->dim)
10456                 return isl_basic_map_free(bmap);
10457         return bmap;
10458 }
10459
10460 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10461  * (A -> B) -> C.
10462  */
10463 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10464 {
10465         int i;
10466
10467         if (!map)
10468                 return NULL;
10469
10470         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10471                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10472                         return isl_map_free(map));
10473
10474         map = isl_map_cow(map);
10475         if (!map)
10476                 return NULL;
10477
10478         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10479                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10480                 if (!map->p[i])
10481                         return isl_map_free(map);
10482         }
10483
10484         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10485         if (!map->dim)
10486                 return isl_map_free(map);
10487
10488         return map;
10489 }
10490
10491 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10492  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10493  */
10494 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10495 {
10496         int k;
10497         int pos;
10498         isl_local_space *ls;
10499         isl_basic_map *bmap;
10500
10501         if (!aff)
10502                 return NULL;
10503
10504         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10505         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10506         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10507         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10508         if (k < 0)
10509                 goto error;
10510
10511         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10512         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10513         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10514         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10515                     aff->v->size - (pos + 1));
10516
10517         isl_aff_free(aff);
10518         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10519         return bmap;
10520 error:
10521         isl_aff_free(aff);
10522         isl_basic_map_free(bmap);
10523         return NULL;
10524 }
10525
10526 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10527  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10528  */
10529 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10530 {
10531         isl_basic_map *bmap;
10532
10533         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10534         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10535 }
10536
10537 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10538  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10539  * corresponding affine expression.
10540  */
10541 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10542         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10543 {
10544         int i;
10545         isl_space *space;
10546         isl_basic_map *bmap;
10547
10548         if (!maff)
10549                 return NULL;
10550
10551         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10552                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10553                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10554
10555         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10556         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10557
10558         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10559                 isl_aff *aff;
10560                 isl_basic_map *bmap_i;
10561
10562                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10563                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10564
10565                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10566         }
10567
10568         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10569
10570         isl_multi_aff_free(maff);
10571         return bmap;
10572 }
10573
10574 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10575  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10576  * corresponding affine expression.
10577  */
10578 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10579 {
10580         isl_basic_map *bmap;
10581
10582         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10583         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10584 }
10585
10586 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10587  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10588  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10589  * corresponding affine expression.
10590  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10591  * domain_dim.
10592  */
10593 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10594         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10595 {
10596         int i;
10597         isl_space *dim;
10598         isl_basic_map *bmap;
10599
10600         if (!list)
10601                 return NULL;
10602
10603         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10604         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10605
10606         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10607                 isl_aff *aff;
10608                 isl_basic_map *bmap_i;
10609
10610                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10611                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10612
10613                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10614         }
10615
10616         isl_aff_list_free(list);
10617         return bmap;
10618 }
10619
10620 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10621         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10622 {
10623         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10624 }
10625
10626 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10627  */
10628 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10629         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10630 {
10631         isl_basic_map *bmap = NULL;
10632         int i;
10633
10634         if (!space)
10635                 return NULL;
10636
10637         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10638                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10639                         "index out of bounds", goto error);
10640         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10641                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10642                         "index out of bounds", goto error);
10643
10644         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10645                 return isl_basic_map_universe(space);
10646
10647         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10648         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10649         if (i < 0)
10650                 goto error;
10651         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10652         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10653         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10654         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10655         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10656         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10657         isl_space_free(space);
10658         return bmap;
10659 error:
10660         isl_space_free(space);
10661         isl_basic_map_free(bmap);
10662         return NULL;
10663 }
10664
10665 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10666  */
10667 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10668         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10669 {
10670         isl_basic_map *eq;
10671
10672         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10673
10674         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10675
10676         return bmap;
10677 }
10678
10679 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10680  */
10681 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10682         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10683 {
10684         isl_basic_map *bmap;
10685
10686         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10687
10688         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10689
10690         return map;
10691 }
10692
10693 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10694  */
10695 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10696         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10697 {
10698         isl_basic_map *bmap = NULL;
10699         int i;
10700
10701         if (!map)
10702                 return NULL;
10703
10704         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10705                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10706                         "index out of bounds", goto error);
10707         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10708                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10709                         "index out of bounds", goto error);
10710
10711         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10712         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10713         if (i < 0)
10714                 goto error;
10715         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10716         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10717         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10718         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10719         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10720         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10721
10722         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10723
10724         return map;
10725 error:
10726         isl_basic_map_free(bmap);
10727         isl_map_free(map);
10728         return NULL;
10729 }
10730
10731 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10732  * greater than or equal to that of the second.
10733  */
10734 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10735         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10736 {
10737         isl_constraint *c;
10738         isl_local_space *ls;
10739
10740         if (!bmap)
10741                 return NULL;
10742
10743         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10744                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10745                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10746         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10747                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10748                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10749
10750         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10751                 return bmap;
10752
10753         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10754         c = isl_inequality_alloc(ls);
10755         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10756         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10757         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10758
10759         return bmap;
10760 }
10761
10762 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10763  * greater than that of the second.
10764  */
10765 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10766         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10767 {
10768         isl_basic_map *bmap = NULL;
10769         int i;
10770
10771         if (!map)
10772                 return NULL;
10773
10774         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10775                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10776                         "index out of bounds", goto error);
10777         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10778                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10779                         "index out of bounds", goto error);
10780
10781         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10782                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10783                 isl_map_free(map);
10784                 return isl_map_empty(space);
10785         }
10786
10787         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10788         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10789         if (i < 0)
10790                 goto error;
10791         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10792         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10793         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10794         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10795         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10796         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10797         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10798
10799         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10800
10801         return map;
10802 error:
10803         isl_basic_map_free(bmap);
10804         isl_map_free(map);
10805         return NULL;
10806 }
10807
10808 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10809  * smaller than that of the second.
10810  */
10811 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10812         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10813 {
10814         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10815 }
10816
10817 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10818         int pos)
10819 {
10820         isl_aff *div;
10821         isl_local_space *ls;
10822
10823         if (!bmap)
10824                 return NULL;
10825
10826         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10827                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10828                         "some divs are unknown", return NULL);
10829
10830         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10831         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10832         isl_local_space_free(ls);
10833
10834         return div;
10835 }
10836
10837 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10838         int pos)
10839 {
10840         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10841 }
10842
10843 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10844  *
10845  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10846  *
10847  *      f/d
10848  *
10849  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10850  *
10851  *      floor((a i + g)/m)
10852  *
10853  * is replaced by
10854  *
10855  *      floor((a f + d g)/(m d))
10856  *
10857  * Constraints of the form
10858  *
10859  *      a i + g
10860  *
10861  * are replaced by
10862  *
10863  *      a f + d g
10864  *
10865  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10866  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10867  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10868  */
10869 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10870         __isl_take isl_basic_set *bset,
10871         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10872 {
10873         int i;
10874         isl_int v;
10875         isl_ctx *ctx;
10876
10877         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10878                 return bset;
10879
10880         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10881         if (!bset || !subs)
10882                 goto error;
10883
10884         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10885         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10886                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10887                         "spaces don't match", goto error);
10888         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10889                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10890                         "cannot handle divs yet", goto error);
10891         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10892                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10893                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10894
10895         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10896
10897         isl_int_init(v);
10898
10899         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10900                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10901                         continue;
10902                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10903                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10904                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10905                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10906         }
10907
10908         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10909                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10910                         continue;
10911                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10912                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10913                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10914                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10915         }
10916
10917         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10918                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10919                         continue;
10920                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10921                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10922                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10923                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10924                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10925                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10926         }
10927
10928         isl_int_clear(v);
10929
10930         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10931         return isl_basic_set_finalize(bset);
10932 error:
10933         isl_basic_set_free(bset);
10934         return NULL;
10935 }
10936
10937 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10938  */
10939 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10940         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10941 {
10942         int i;
10943
10944         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10945                 return set;
10946
10947         set = isl_set_cow(set);
10948         if (!set || !subs)
10949                 goto error;
10950
10951         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10952                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10953                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10954                         goto error;
10955         }
10956
10957         return set;
10958 error:
10959         isl_set_free(set);
10960         return NULL;
10961 }
10962
10963 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
10964  * Return -1 if anything is wrong.
10965  */
10966 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
10967         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10968 {
10969         int m;
10970         isl_space *ma_space;
10971
10972         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
10973         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
10974         isl_space_free(ma_space);
10975         if (m >= 0 && !m)
10976                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10977                         "spaces don't match", return -1);
10978         return m;
10979 }
10980
10981 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
10982  * Return -1 if anything is wrong.
10983  */
10984 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
10985         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
10986 {
10987         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
10988 }
10989
10990 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
10991  * of the other divs in "bset".
10992  */
10993 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10994         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
10995 {
10996         int i;
10997         isl_local_space *ls;
10998
10999         if (n_div == 0)
11000                 return 0;
11001
11002         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11003         if (!ls)
11004                 return -1;
11005
11006         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11007                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11008                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11009                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11010                         goto error;
11011         }
11012
11013         isl_local_space_free(ls);
11014         return 0;
11015 error:
11016         isl_local_space_free(ls);
11017         return -1;
11018 }
11019
11020 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11021  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11022  * different from one?
11023  */
11024 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11025 {
11026         int i;
11027         int strides = 0;
11028
11029         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11030                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11031                         strides++;
11032
11033         return strides;
11034 }
11035
11036 /* For each affine expression in ma of the form
11037  *
11038  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11039  *
11040  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11041  * of the form
11042  *
11043  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11044  *
11045  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11046  */
11047 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11048         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11049 {
11050         int i, k;
11051         int div;
11052         int total;
11053
11054         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11055         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11056                 int len;
11057
11058                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11059                         continue;
11060                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11061                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11062                 if (div < 0 || k < 0)
11063                         goto error;
11064                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11065                 len = ma->p[i]->v->size;
11066                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11067                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11068                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11069                 total++;
11070         }
11071
11072         return bset;
11073 error:
11074         isl_basic_set_free(bset);
11075         return NULL;
11076 }
11077
11078 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11079  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11080  * that lives in the domain space of "ma".
11081  *
11082  * If bset is represented by
11083  *
11084  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11085  *
11086  * and ma is represented by
11087  *
11088  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11089  *
11090  * then the result is
11091  *
11092  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11093  *
11094  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11095  * In particular
11096  *
11097  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11098  *
11099  * becomes
11100  *
11101  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11102  *
11103  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11104  *
11105  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11106  *
11107  * the additional constraints are added to ensure that we only
11108  * map back integer points.  That is we enforce
11109  *
11110  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11111  *
11112  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11113  *
11114  * We first copy over the divs from "ma".
11115  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11116  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11117  */
11118 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11119         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11120 {
11121         int i, k;
11122         isl_space *space;
11123         isl_basic_set *res = NULL;
11124         int n_div_bset, n_div_ma;
11125         isl_int f, c1, c2, g;
11126         int rational, strides;
11127
11128         isl_int_init(f);
11129         isl_int_init(c1);
11130         isl_int_init(c2);
11131         isl_int_init(g);
11132
11133         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11134         if (!bset || !ma)
11135                 goto error;
11136         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11137                 goto error;
11138
11139         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11140         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11141
11142         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11143         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11144         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11145         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11146                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11147         if (rational)
11148                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11149
11150         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11151                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11152                         goto error;
11153
11154         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11155                 goto error;
11156
11157         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11158                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11159                 if (k < 0)
11160                         goto error;
11161                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11162                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11163         }
11164
11165         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11166                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11167                 if (k < 0)
11168                         goto error;
11169                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11170                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11171         }
11172
11173         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11174                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11175                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11176                         continue;
11177                 }
11178                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11179                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11180         }
11181
11182         if (strides)
11183                 res = add_ma_strides(res, ma);
11184
11185         isl_int_clear(f);
11186         isl_int_clear(c1);
11187         isl_int_clear(c2);
11188         isl_int_clear(g);
11189         isl_basic_set_free(bset);
11190         isl_multi_aff_free(ma);
11191         res = isl_basic_set_simplify(res);
11192         return isl_basic_set_finalize(res);
11193 error:
11194         isl_int_clear(f);
11195         isl_int_clear(c1);
11196         isl_int_clear(c2);
11197         isl_int_clear(g);
11198         isl_basic_set_free(bset);
11199         isl_multi_aff_free(ma);
11200         isl_basic_set_free(res);
11201         return NULL;
11202 }
11203
11204 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11205  * Return -1 if anything is wrong.
11206  */
11207 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11208         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11209 {
11210         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11211 }
11212
11213 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11214  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11215  * that lives in the domain space of "ma".
11216  */
11217 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11218         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11219 {
11220         int i;
11221
11222         set = isl_set_cow(set);
11223         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11224         if (!set || !ma)
11225                 goto error;
11226         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11227                 goto error;
11228
11229         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11230                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11231                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11232                 if (!set->p[i])
11233                         goto error;
11234         }
11235
11236         isl_space_free(set->dim);
11237         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11238         if (!set->dim)
11239                 goto error;
11240
11241         isl_multi_aff_free(ma);
11242         if (set->n > 1)
11243                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11244         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11245         return set;
11246 error:
11247         isl_multi_aff_free(ma);
11248         isl_set_free(set);
11249         return NULL;
11250 }
11251
11252 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11253         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11254 {
11255         if (!set || !ma)
11256                 goto error;
11257
11258         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11259                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11260
11261         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11262             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11263                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11264                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11265         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11266         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11267
11268         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11269 error:
11270         isl_multi_aff_free(ma);
11271         return isl_set_free(set);
11272 }
11273
11274 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11275  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11276  * that lives in the domain space of "pma".
11277  */
11278 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11279         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11280 {
11281         int i;
11282         isl_set *res;
11283
11284         if (!pma)
11285                 goto error;
11286
11287         if (pma->n == 0) {
11288                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11289                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11290                 isl_set_free(set);
11291                 return res;
11292         }
11293
11294         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11295                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11296         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11297
11298         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11299                 isl_set *res_i;
11300
11301                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11302                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11303                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11304                 res = isl_set_union(res, res_i);
11305         }
11306
11307         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11308         isl_set_free(set);
11309         return res;
11310 error:
11311         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11312         isl_set_free(set);
11313         return NULL;
11314 }
11315
11316 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11317         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11318 {
11319         if (!set || !pma)
11320                 goto error;
11321
11322         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11323                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11324
11325         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11326             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11327                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11328                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11329         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11330         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11331
11332         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11333 error:
11334         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11335         return isl_set_free(set);
11336 }