486e676c4c18fd9ef98076a00c982f4528649f75
[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 /* Turn inequality "pos" of "bmap" into an equality.
1149  *
1150  * In particular, we move the inequality in front of the equalities
1151  * and move the last inequality in the position of the moved inequality.
1152  * Note that isl_tab_make_equalities_explicit depends on this particular
1153  * change in the ordering of the constraints.
1154  */
1155 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1156                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1157 {
1158         isl_int *t;
1159
1160         t = bmap->ineq[pos];
1161         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1162         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1163         bmap->eq[-1] = t;
1164         bmap->n_eq++;
1165         bmap->n_ineq--;
1166         bmap->eq--;
1167         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1168         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1169         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1170         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1171 }
1172
1173 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1174 {
1175         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1176 }
1177
1178 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1179 {
1180         struct isl_ctx *ctx;
1181         if (!bmap)
1182                 return -1;
1183         ctx = bmap->ctx;
1184         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1185         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1186         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1187         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1188         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1189         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1190                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1191                       bmap->extra - bmap->n_div);
1192         return bmap->n_ineq++;
1193 }
1194
1195 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1196 {
1197         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1198 }
1199
1200 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1201 {
1202         if (!bmap)
1203                 return -1;
1204         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1205         bmap->n_ineq -= n;
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1210 {
1211         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1212 }
1213
1214 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1215 {
1216         isl_int *t;
1217         if (!bmap)
1218                 return -1;
1219         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1220
1221         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1222                 t = bmap->ineq[pos];
1223                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1224                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1225                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1226         }
1227         bmap->n_ineq--;
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1232 {
1233         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1234 }
1235
1236 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1237         isl_int *eq)
1238 {
1239         int k;
1240
1241         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1242         if (!bmap)
1243                 return NULL;
1244         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1245         if (k < 0)
1246                 goto error;
1247         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1248         return bmap;
1249 error:
1250         isl_basic_map_free(bmap);
1251         return NULL;
1252 }
1253
1254 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1255         isl_int *eq)
1256 {
1257         return (isl_basic_set *)
1258                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1259 }
1260
1261 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1262         isl_int *ineq)
1263 {
1264         int k;
1265
1266         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1267         if (!bmap)
1268                 return NULL;
1269         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1270         if (k < 0)
1271                 goto error;
1272         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1273         return bmap;
1274 error:
1275         isl_basic_map_free(bmap);
1276         return NULL;
1277 }
1278
1279 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1280         isl_int *ineq)
1281 {
1282         return (isl_basic_set *)
1283                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1284 }
1285
1286 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1287 {
1288         if (!bmap)
1289                 return -1;
1290         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1291         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1292                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1293                       bmap->extra - bmap->n_div);
1294         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1295         return bmap->n_div++;
1296 }
1297
1298 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1299 {
1300         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1301 }
1302
1303 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1304 {
1305         if (!bmap)
1306                 return -1;
1307         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1308         bmap->n_div -= n;
1309         return 0;
1310 }
1311
1312 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1313 {
1314         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1315 }
1316
1317 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1318  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1319  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1320  * variables.
1321  */
1322 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1323                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1324                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1325 {
1326         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1327         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1328         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1329         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1330         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1331         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1332         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1333         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1334         if (dst_nparam > src_nparam)
1335                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1336                                 dst_nparam - src_nparam);
1337         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1338         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1339                     src+1+src_nparam,
1340                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1341         if (dst_in-in_off > src_in)
1342                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1343                                 dst_in - in_off - src_in);
1344         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1345         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1346                     src+1+src_nparam+src_in,
1347                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1348         if (dst_out-out_off > src_out)
1349                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1350                                 dst_out - out_off - src_out);
1351         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1352         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1353                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1354                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1355         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1356                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1357                                 div_off+src_map->n_div,
1358                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1359 }
1360
1361 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1362                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1363                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1364 {
1365         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1366         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1367 }
1368
1369 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1370                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1371 {
1372         int i;
1373         unsigned div_off;
1374
1375         if (!bmap1 || !bmap2)
1376                 goto error;
1377
1378         div_off = bmap1->n_div;
1379
1380         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1381                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1382                 if (i1 < 0)
1383                         goto error;
1384                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1385                                 i_pos, o_pos, div_off);
1386         }
1387
1388         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1389                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1390                 if (i1 < 0)
1391                         goto error;
1392                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1393                                 i_pos, o_pos, div_off);
1394         }
1395
1396         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1397                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1398                 if (i1 < 0)
1399                         goto error;
1400                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1401                          i_pos, o_pos, div_off);
1402         }
1403
1404         isl_basic_map_free(bmap2);
1405
1406         return bmap1;
1407
1408 error:
1409         isl_basic_map_free(bmap1);
1410         isl_basic_map_free(bmap2);
1411         return NULL;
1412 }
1413
1414 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1415                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1416 {
1417         return (struct isl_basic_set *)
1418                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1419                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1420 }
1421
1422 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1423                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1424                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1425 {
1426         struct isl_basic_map *ext;
1427         unsigned flags;
1428         int dims_ok;
1429
1430         if (!dim)
1431                 goto error;
1432
1433         if (!base)
1434                 goto error;
1435
1436         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1437                   base->extra >= base->n_div + extra;
1438
1439         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1440                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1441                 isl_space_free(dim);
1442                 return base;
1443         }
1444
1445         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1446         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1447         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1448         extra += base->extra;
1449         n_eq += base->n_eq;
1450         n_ineq += base->n_ineq;
1451
1452         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1453         dim = NULL;
1454         if (!ext)
1455                 goto error;
1456
1457         if (dims_ok)
1458                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1459         flags = base->flags;
1460         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1461         if (ext) {
1462                 ext->flags = flags;
1463                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1464         }
1465
1466         return ext;
1467
1468 error:
1469         isl_space_free(dim);
1470         isl_basic_map_free(base);
1471         return NULL;
1472 }
1473
1474 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1475                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1476                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1477 {
1478         return (struct isl_basic_set *)
1479                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1480                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1481 }
1482
1483 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1484                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1485 {
1486         if (!base)
1487                 return NULL;
1488         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1489                                         0, n_eq, n_ineq);
1490 }
1491
1492 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1493                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1494                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1495 {
1496         struct isl_basic_map *bmap;
1497         isl_space *dim;
1498
1499         if (!base)
1500                 return NULL;
1501         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1502         if (!dim)
1503                 goto error;
1504
1505         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1506         return bmap;
1507 error:
1508         isl_basic_map_free(base);
1509         return NULL;
1510 }
1511
1512 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1513                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1514                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1515 {
1516         return (struct isl_basic_set *)
1517                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1518                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1519 }
1520
1521 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1522                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1523 {
1524         return (struct isl_basic_set *)
1525                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1526                                                     n_eq, n_ineq);
1527 }
1528
1529 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1530 {
1531         return (struct isl_basic_set *)
1532                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1533 }
1534
1535 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1536 {
1537         if (!bmap)
1538                 return NULL;
1539
1540         if (bmap->ref > 1) {
1541                 bmap->ref--;
1542                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1543         }
1544         if (bmap)
1545                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1546         return bmap;
1547 }
1548
1549 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1550 {
1551         if (!set)
1552                 return NULL;
1553
1554         if (set->ref == 1)
1555                 return set;
1556         set->ref--;
1557         return isl_set_dup(set);
1558 }
1559
1560 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1561 {
1562         if (!map)
1563                 return NULL;
1564
1565         if (map->ref == 1)
1566                 return map;
1567         map->ref--;
1568         return isl_map_dup(map);
1569 }
1570
1571 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1572                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1573 {
1574         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1575         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1576         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1577 }
1578
1579 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1580         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1581 {
1582         int i;
1583         struct isl_blk blk;
1584
1585         if (!bmap)
1586                 goto error;
1587
1588         isl_assert(bmap->ctx,
1589                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1590
1591         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1592                 return bmap;
1593
1594         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1595         if (!bmap)
1596                 return NULL;
1597
1598         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1599         if (isl_blk_is_error(blk))
1600                 goto error;
1601
1602         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1603                 swap_vars(blk,
1604                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1605
1606         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1607                 swap_vars(blk,
1608                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1609
1610         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1611                 swap_vars(blk,
1612                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1613
1614         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1615
1616         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1617         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1618         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1619 error:
1620         isl_basic_map_free(bmap);
1621         return NULL;
1622 }
1623
1624 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1625         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1626 {
1627         unsigned dim;
1628         unsigned nparam;
1629
1630         if (!bset)
1631                 return NULL;
1632
1633         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1634         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1635         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1636
1637         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1638 error:
1639         isl_basic_set_free(bset);
1640         return NULL;
1641 }
1642
1643 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1644 {
1645         int i = 0;
1646         unsigned total;
1647         if (!bmap)
1648                 goto error;
1649         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1650         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1651         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1652         if (bmap->n_eq > 0)
1653                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1654         else {
1655                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1656                 if (i < 0)
1657                         goto error;
1658         }
1659         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1660         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1661         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1662         isl_vec_free(bmap->sample);
1663         bmap->sample = NULL;
1664         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1665 error:
1666         isl_basic_map_free(bmap);
1667         return NULL;
1668 }
1669
1670 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1671 {
1672         return (struct isl_basic_set *)
1673                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1674 }
1675
1676 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" (without modifying any of the constraints
1677  * of "bmap").
1678  */
1679 static void swap_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1680 {
1681         isl_int *t = bmap->div[a];
1682         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1683         bmap->div[b] = t;
1684 }
1685
1686 /* Swap divs "a" and "b" in "bmap" and adjust the constraints and
1687  * div definitions accordingly.
1688  */
1689 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1690 {
1691         int i;
1692         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1693
1694         swap_div(bmap, a, b);
1695
1696         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1697                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1698
1699         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1700                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1701
1702         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1703                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1704         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1705 }
1706
1707 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1708  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1709  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1710  */
1711 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1712         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1713 {
1714         int i;
1715
1716         if (!map)
1717                 return NULL;
1718         if (n == 0)
1719                 return map;
1720
1721         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1722                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1723                         "index out of bounds", goto error);
1724
1725         map = isl_map_cow(map);
1726         if (!map)
1727                 return NULL;
1728
1729         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1730                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1731                 if (!map->p[i])
1732                         goto error;
1733         }
1734         return map;
1735 error:
1736         isl_map_free(map);
1737         return NULL;
1738 }
1739
1740 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1741  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1742  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1743  */
1744 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1745         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1746 {
1747         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1748 }
1749
1750 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1751  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1752  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1753  */
1754 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1755         unsigned first, unsigned n)
1756 {
1757         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1758 }
1759
1760 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1761         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1762 {
1763         if (!bmap)
1764                 return NULL;
1765         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1766                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1767         if (!bmap)
1768                 return NULL;
1769         bmap->n_div = 0;
1770         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1771 }
1772
1773 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1774         __isl_take isl_basic_set *bset)
1775 {
1776         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1777                         (struct isl_basic_map *)bset);
1778 }
1779
1780 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1781 {
1782         int i;
1783
1784         if (!map)
1785                 return NULL;
1786         if (map->n == 0)
1787                 return map;
1788
1789         map = isl_map_cow(map);
1790         if (!map)
1791                 return NULL;
1792         
1793         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1794                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1795                 if (!map->p[i])
1796                         goto error;
1797         }
1798         return map;
1799 error:
1800         isl_map_free(map);
1801         return NULL;
1802 }
1803
1804 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1805 {
1806         return isl_map_remove_divs(set);
1807 }
1808
1809 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1810         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1811 {
1812         if (!bmap)
1813                 return NULL;
1814         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1815                         goto error);
1816         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1817                 return bmap;
1818         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1819                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1820         if (!bmap)
1821                 return bmap;
1822         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1823                 return bmap;
1824         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1825         return bmap;
1826 error:
1827         isl_basic_map_free(bmap);
1828         return NULL;
1829 }
1830
1831 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1832  * any of the given variables.
1833  */
1834 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1835         unsigned first, unsigned n)
1836 {
1837         int i;
1838         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1839
1840         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1841                 return 0;
1842         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1843                 return 1;
1844
1845         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1846                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1847                         continue;
1848                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1849                         return 1;
1850         }
1851
1852         return 0;
1853 }
1854
1855 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1856  * based on inequality "i".
1857  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1858  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1859  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1860  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1861  *
1862  * The calling function has already checked that the inequality does not
1863  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1864  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1865  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1866  *
1867  * Let "div" be of the form
1868  *
1869  *      q = floor((a + f(x))/d)
1870  *
1871  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1872  *
1873  *      b + f(x) >= 0
1874  *
1875  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1876  * However, we allow a slightly more general form
1877  *
1878  *      b + g(x) >= 0
1879  *
1880  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1881  * divisible by d.
1882  * Rewriting this constraint as
1883  *
1884  *      0 >= -b - g(x)
1885  *
1886  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1887  *
1888  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1889  *
1890  * Taking the floor on both sides, we obtain
1891  *
1892  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1893  *
1894  * or
1895  *
1896  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1897  *
1898  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1899  *
1900  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1901  *
1902  */
1903 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1904         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1905         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1906 {
1907         int j;
1908
1909         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1910                 if (lb) {
1911                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1912                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1913                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1914                 }
1915                 if (ub) {
1916                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1917                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1918                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1919                 }
1920         }
1921         if (!lb && !ub)
1922                 return bmap;
1923
1924         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1925         if (lb) {
1926                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1927                 if (k < 0)
1928                         goto error;
1929                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1930                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1931                                         bmap->div[div][1 + j]);
1932                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1933                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1934                 }
1935                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1936         }
1937         if (ub) {
1938                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1939                 if (k < 0)
1940                         goto error;
1941                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1942                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1943                                         bmap->div[div][1 + j]);
1944                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1945                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1946                 }
1947                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1948         }
1949
1950         return bmap;
1951 error:
1952         isl_basic_map_free(bmap);
1953         return NULL;
1954 }
1955
1956 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1957  * using Fourier-Motzkin.
1958  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1959  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1960  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1961  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1962  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1963  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1964  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1965  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1966  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1967  * on "div".
1968  *
1969  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1970  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1971  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1972  * Consider, for example, the set
1973  *
1974  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1975  *
1976  * The second constraint can be rewritten as
1977  *
1978  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1979  *
1980  * from which we can derive
1981  *
1982  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1983  *
1984  * or
1985  *
1986  *      i + 2j <= 3 + 2k
1987  *
1988  * Combined with the first constraint, we obtain
1989  *
1990  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1991  *
1992  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1993  * the first constraint, we obtain
1994  *
1995  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1996  *
1997  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1998  *
1999  *      k >= -2
2000  */
2001 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
2002         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
2003 {
2004         int i;
2005         int check_lb, check_ub;
2006         isl_int v;
2007         unsigned total;
2008
2009         if (!bmap)
2010                 return NULL;
2011
2012         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2013                 return bmap;
2014
2015         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
2016
2017         check_lb = 0;
2018         check_ub = 0;
2019         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2020                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
2021                 if (s > 0)
2022                         check_ub = 1;
2023                 if (s < 0)
2024                         check_lb = 1;
2025         }
2026
2027         if (!check_lb && !check_ub)
2028                 return bmap;
2029
2030         isl_int_init(v);
2031
2032         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
2033                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
2034                         continue;
2035
2036                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
2037                                                         check_lb, check_ub);
2038         }
2039
2040         isl_int_clear(v);
2041
2042         return bmap;
2043 }
2044
2045 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
2046  * in their definitions.
2047  */
2048 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
2049         __isl_take isl_basic_map *bmap,
2050         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2051 {
2052         int i;
2053
2054         if (!bmap)
2055                 return NULL;
2056         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
2057                         goto error);
2058         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2059
2060         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2061                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
2062                         continue;
2063                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
2064                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2065                 if (!bmap)
2066                         return NULL;
2067                 i = bmap->n_div;
2068         }
2069
2070         return bmap;
2071 error:
2072         isl_basic_map_free(bmap);
2073         return NULL;
2074 }
2075
2076 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
2077         __isl_take isl_basic_set *bset,
2078         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2079 {
2080         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
2081 }
2082
2083 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
2084         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2085 {
2086         int i;
2087
2088         if (!map)
2089                 return NULL;
2090         if (map->n == 0)
2091                 return map;
2092
2093         map = isl_map_cow(map);
2094         if (!map)
2095                 return NULL;
2096
2097         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2098                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2099                                                                 type, first, n);
2100                 if (!map->p[i])
2101                         goto error;
2102         }
2103         return map;
2104 error:
2105         isl_map_free(map);
2106         return NULL;
2107 }
2108
2109 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2110         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2111 {
2112         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2113                                                               type, first, n);
2114 }
2115
2116 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2117  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2118  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2119  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2120  * div.
2121  */
2122 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2123         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2124 {
2125         int i;
2126
2127         if (!bmap)
2128                 return -1;
2129
2130         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2131                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2132                         "index out of bounds", return -1);
2133
2134         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2135         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2136                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2137                         return 1;
2138         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2139                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2140                         return 1;
2141         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2142                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2143                         continue;
2144                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2145                         return 1;
2146         }
2147
2148         return 0;
2149 }
2150
2151 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2152         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2153 {
2154         int i;
2155
2156         if (!map)
2157                 return -1;
2158
2159         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2160                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2161                         "index out of bounds", return -1);
2162
2163         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2164                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2165                                                             type, first, n);
2166                 if (involves < 0 || involves)
2167                         return involves;
2168         }
2169
2170         return 0;
2171 }
2172
2173 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2174         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2175 {
2176         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2177 }
2178
2179 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2180         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2181 {
2182         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2183 }
2184
2185 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2186  * on unknown divs.
2187  */
2188 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2189 {
2190         int i;
2191         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2192
2193         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2194                 return 1;
2195
2196         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2197                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2198                         continue;
2199                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2200                         return 1;
2201         }
2202
2203         return 0;
2204 }
2205
2206 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2207  */
2208 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2209         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2210 {
2211         int i;
2212
2213         if (!bmap)
2214                 return NULL;
2215
2216         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2217                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2218                         continue;
2219                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2220                 if (!bmap)
2221                         return NULL;
2222                 i = bmap->n_div;
2223         }
2224
2225         return bmap;
2226 }
2227
2228 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2229  */
2230 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_unknown_divs(
2231         __isl_take isl_basic_set *bset)
2232 {
2233         return isl_basic_map_remove_unknown_divs(bset);
2234 }
2235
2236 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2237 {
2238         int i;
2239
2240         if (!map)
2241                 return NULL;
2242         if (map->n == 0)
2243                 return map;
2244
2245         map = isl_map_cow(map);
2246         if (!map)
2247                 return NULL;
2248
2249         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2250                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2251                 if (!map->p[i])
2252                         goto error;
2253         }
2254         return map;
2255 error:
2256         isl_map_free(map);
2257         return NULL;
2258 }
2259
2260 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2261 {
2262         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2263 }
2264
2265 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2266         __isl_take isl_basic_set *bset,
2267         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2268 {
2269         return (isl_basic_set *)
2270             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2271 }
2272
2273 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2274         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2275 {
2276         int i;
2277
2278         if (n == 0)
2279                 return map;
2280
2281         map = isl_map_cow(map);
2282         if (!map)
2283                 return NULL;
2284         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2285         
2286         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2287                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2288                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2289                 if (!map->p[i])
2290                         goto error;
2291         }
2292         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2293         return map;
2294 error:
2295         isl_map_free(map);
2296         return NULL;
2297 }
2298
2299 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2300         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2301 {
2302         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2303 }
2304
2305 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2306 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2307         unsigned first, unsigned n)
2308 {
2309         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2310 }
2311
2312 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2313                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2314 {
2315         const char *name;
2316         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2317         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2318         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2319         if (!pos)
2320                 isl_int_print(out, c, 0);
2321         else {
2322                 if (!isl_int_is_one(c))
2323                         isl_int_print(out, c, 0);
2324                 if (pos < 1 + nparam) {
2325                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2326                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2327                         if (name)
2328                                 fprintf(out, "%s", name);
2329                         else
2330                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2331                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2332                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2333                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2334                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2335                 else
2336                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2337         }
2338 }
2339
2340 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2341                                 int sign, FILE *out)
2342 {
2343         int i;
2344         int first;
2345         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2346         isl_int v;
2347
2348         isl_int_init(v);
2349         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2350                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2351                         continue;
2352                 if (!first)
2353                         fprintf(out, " + ");
2354                 first = 0;
2355                 isl_int_abs(v, c[i]);
2356                 dump_term(bmap, v, i, out);
2357         }
2358         isl_int_clear(v);
2359         if (first)
2360                 fprintf(out, "0");
2361 }
2362
2363 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2364                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2365 {
2366         int i;
2367
2368         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2369
2370         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2371         fprintf(out, " %s ", op);
2372         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2373
2374         fprintf(out, "\n");
2375
2376         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2377                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2378                         continue;
2379                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2380                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2381                 abort();
2382         }
2383 }
2384
2385 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2386                                 isl_int **c, unsigned n,
2387                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2388 {
2389         int i;
2390
2391         for (i = 0; i < n; ++i)
2392                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2393 }
2394
2395 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2396 {
2397         int j;
2398         int first = 1;
2399         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2400
2401         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2402                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2403                         continue;
2404                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2405                         fprintf(out, "+");
2406                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2407                 first = 0;
2408         }
2409 }
2410
2411 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2412 {
2413         int i;
2414
2415         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2416         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2417
2418         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2419                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2420                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2421                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2422                 fprintf(out, ")/");
2423                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2424                 fprintf(out, "]\n");
2425         }
2426 }
2427
2428 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2429         FILE *out, int indent)
2430 {
2431         if (!bset) {
2432                 fprintf(out, "null basic set\n");
2433                 return;
2434         }
2435
2436         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2437         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2438                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2439                         bset->extra, bset->flags);
2440         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2441 }
2442
2443 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2444         FILE *out, int indent)
2445 {
2446         if (!bmap) {
2447                 fprintf(out, "null basic map\n");
2448                 return;
2449         }
2450
2451         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2452         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2453                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2454                 bmap->ref,
2455                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2456                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2457         dump(bmap, out, indent);
2458 }
2459
2460 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2461 {
2462         unsigned total;
2463         if (!bmap)
2464                 return -1;
2465         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2466         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2467         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2468         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2469         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2470         return 0;
2471 }
2472
2473 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2474         unsigned flags)
2475 {
2476         struct isl_set *set;
2477
2478         if (!dim)
2479                 return NULL;
2480         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2481         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2482         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2483                         sizeof(struct isl_set) +
2484                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2485         if (!set)
2486                 goto error;
2487
2488         set->ctx = dim->ctx;
2489         isl_ctx_ref(set->ctx);
2490         set->ref = 1;
2491         set->size = n;
2492         set->n = 0;
2493         set->dim = dim;
2494         set->flags = flags;
2495         return set;
2496 error:
2497         isl_space_free(dim);
2498         return NULL;
2499 }
2500
2501 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2502                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2503 {
2504         struct isl_set *set;
2505         isl_space *dims;
2506
2507         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2508         if (!dims)
2509                 return NULL;
2510
2511         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2512         return set;
2513 }
2514
2515 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2516  */
2517 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2518 {
2519         int i;
2520         struct isl_map *grown = NULL;
2521
2522         if (!map)
2523                 return NULL;
2524         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2525         if (map->n + n <= map->size)
2526                 return map;
2527         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2528         if (!grown)
2529                 goto error;
2530         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2531                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2532                 if (!grown->p[i])
2533                         goto error;
2534                 grown->n++;
2535         }
2536         isl_map_free(map);
2537         return grown;
2538 error:
2539         isl_map_free(grown);
2540         isl_map_free(map);
2541         return NULL;
2542 }
2543
2544 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2545  */
2546 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2547 {
2548         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2549 }
2550
2551 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2552 {
2553         int i;
2554         struct isl_set *dup;
2555
2556         if (!set)
2557                 return NULL;
2558
2559         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2560         if (!dup)
2561                 return NULL;
2562         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2563                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2564         return dup;
2565 }
2566
2567 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2568 {
2569         return isl_map_from_basic_map(bset);
2570 }
2571
2572 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2573 {
2574         struct isl_map *map;
2575
2576         if (!bmap)
2577                 return NULL;
2578
2579         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2580         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2581 }
2582
2583 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2584                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2585 {
2586         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2587                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2588 }
2589
2590 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2591 {
2592         int i;
2593
2594         if (!set)
2595                 return NULL;
2596
2597         if (--set->ref > 0)
2598                 return NULL;
2599
2600         isl_ctx_deref(set->ctx);
2601         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2602                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2603         isl_space_free(set->dim);
2604         free(set);
2605
2606         return NULL;
2607 }
2608
2609 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2610 {
2611         int i;
2612
2613         if (!set) {
2614                 fprintf(out, "null set\n");
2615                 return;
2616         }
2617
2618         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2619         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2620                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2621                         set->flags);
2622         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2623                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2624                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2625                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2626         }
2627 }
2628
2629 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2630 {
2631         int i;
2632
2633         if (!map) {
2634                 fprintf(out, "null map\n");
2635                 return;
2636         }
2637
2638         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2639         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2640                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2641                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2642                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2643         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2644                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2645                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2646                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2647         }
2648 }
2649
2650 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2651                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2652 {
2653         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2654
2655         if (!bmap || !bset)
2656                 goto error;
2657
2658         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2659                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2660
2661         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2662                 isl_assert(bset->ctx,
2663                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2664
2665         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2666         if (!bmap)
2667                 goto error;
2668         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2669                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2670         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2671         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2672
2673         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2674         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2675 error:
2676         isl_basic_map_free(bmap);
2677         isl_basic_set_free(bset);
2678         return NULL;
2679 }
2680
2681 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2682                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2683 {
2684         struct isl_basic_map *bmap_range;
2685
2686         if (!bmap || !bset)
2687                 goto error;
2688
2689         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2690                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2691
2692         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2693                 isl_assert(bset->ctx,
2694                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2695
2696         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2697                 isl_basic_set_free(bset);
2698                 return bmap;
2699         }
2700
2701         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2702         if (!bmap)
2703                 goto error;
2704         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2705                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2706         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2707         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2708
2709         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2710         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2711 error:
2712         isl_basic_map_free(bmap);
2713         isl_basic_set_free(bset);
2714         return NULL;
2715 }
2716
2717 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2718 {
2719         int i;
2720         unsigned total;
2721         isl_int s;
2722
2723         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2724         if (total != vec->size)
2725                 return -1;
2726
2727         isl_int_init(s);
2728
2729         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2730                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2731                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2732                         isl_int_clear(s);
2733                         return 0;
2734                 }
2735         }
2736
2737         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2738                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2739                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2740                         isl_int_clear(s);
2741                         return 0;
2742                 }
2743         }
2744
2745         isl_int_clear(s);
2746
2747         return 1;
2748 }
2749
2750 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2751 {
2752         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2753 }
2754
2755 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2756                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2757 {
2758         struct isl_vec *sample = NULL;
2759
2760         if (!bmap1 || !bmap2)
2761                 goto error;
2762
2763         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2764                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2765         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2766                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2767             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2768                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2769                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2770
2771         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2772                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2773                 isl_assert(bmap1->ctx,
2774                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2775
2776         if (bmap1->sample &&
2777             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2778             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2779                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2780         else if (bmap2->sample &&
2781             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2782             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2783                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2784
2785         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2786         if (!bmap1)
2787                 goto error;
2788         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2789                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2790         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2791
2792         if (!bmap1)
2793                 isl_vec_free(sample);
2794         else if (sample) {
2795                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2796                 bmap1->sample = sample;
2797         }
2798
2799         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2800         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2801 error:
2802         if (sample)
2803                 isl_vec_free(sample);
2804         isl_basic_map_free(bmap1);
2805         isl_basic_map_free(bmap2);
2806         return NULL;
2807 }
2808
2809 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2810                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2811 {
2812         return (struct isl_basic_set *)
2813                 isl_basic_map_intersect(
2814                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2815                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2816 }
2817
2818 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2819         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2820 {
2821         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2822 }
2823
2824 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2825  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2826  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2827  * added to the other map.
2828  */
2829 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2830         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2831 {
2832         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2833         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2834         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2835         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2836
2837         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2838                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2839
2840         isl_assert(map2->ctx,
2841                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2842
2843         map1 = isl_map_cow(map1);
2844         if (!map1)
2845                 goto error;
2846         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2847                 isl_map_free(map2);
2848                 return map1;
2849         }
2850         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2851         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2852                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2853         else
2854                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2855                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2856
2857         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2858         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2859         if (!map1->p[0])
2860                 goto error;
2861
2862         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2863                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2864                 map1->n = 0;
2865         }
2866
2867         isl_map_free(map2);
2868
2869         return map1;
2870 error:
2871         isl_map_free(map1);
2872         isl_map_free(map2);
2873         return NULL;
2874 }
2875
2876 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2877  * space as map1.
2878  */
2879 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2880         __isl_take isl_map *map2)
2881 {
2882         unsigned flags = 0;
2883         isl_map *result;
2884         int i, j;
2885
2886         if (!map1 || !map2)
2887                 goto error;
2888
2889         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2890              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2891             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2892                 isl_map_free(map2);
2893                 return map1;
2894         }
2895         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2896              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2897             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2898                 isl_map_free(map1);
2899                 return map2;
2900         }
2901
2902         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2903             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2904             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2905             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2906              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2907                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2908
2909         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2910                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2911                 isl_assert(map1->ctx,
2912                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2913
2914         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2915             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2916                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2917
2918         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2919                                 map1->n * map2->n, flags);
2920         if (!result)
2921                 goto error;
2922         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2923                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2924                         struct isl_basic_map *part;
2925                         part = isl_basic_map_intersect(
2926                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2927                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2928                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2929                                 part = isl_basic_map_free(part);
2930                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2931                         if (!result)
2932                                 goto error;
2933                 }
2934         isl_map_free(map1);
2935         isl_map_free(map2);
2936         return result;
2937 error:
2938         isl_map_free(map1);
2939         isl_map_free(map2);
2940         return NULL;
2941 }
2942
2943 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2944         __isl_take isl_map *map2)
2945 {
2946         if (!map1 || !map2)
2947                 goto error;
2948         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2949                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2950                         "spaces don't match", goto error);
2951         return map_intersect_internal(map1, map2);
2952 error:
2953         isl_map_free(map1);
2954         isl_map_free(map2);
2955         return NULL;
2956 }
2957
2958 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__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);
2962 }
2963
2964 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2965 {
2966         return (struct isl_set *)
2967                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2968                                   (struct isl_map *)set2);
2969 }
2970
2971 /* map_intersect_internal accepts intersections
2972  * with parameter domains, so we can just call that function.
2973  */
2974 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2975                 __isl_take isl_set *params)
2976 {
2977         return map_intersect_internal(map, params);
2978 }
2979
2980 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2981         __isl_take isl_map *map2)
2982 {
2983         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2984 }
2985
2986 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2987                 __isl_take isl_set *params)
2988 {
2989         return isl_map_intersect_params(set, params);
2990 }
2991
2992 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2993 {
2994         isl_space *dim;
2995         struct isl_basic_set *bset;
2996         unsigned in;
2997
2998         if (!bmap)
2999                 return NULL;
3000         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3001         if (!bmap)
3002                 return NULL;
3003         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
3004         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3005         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
3006         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
3007         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
3008 }
3009
3010 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
3011         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
3012 {
3013         isl_space *space;
3014
3015         if (!bmap)
3016                 return NULL;
3017         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
3018                 return bmap;
3019
3020         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
3021         space = isl_space_reset(space, type);
3022         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
3023         return bmap;
3024 }
3025
3026 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
3027         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
3028         unsigned pos, unsigned n)
3029 {
3030         isl_space *res_dim;
3031         struct isl_basic_map *res;
3032         struct isl_dim_map *dim_map;
3033         unsigned total, off;
3034         enum isl_dim_type t;
3035
3036         if (n == 0)
3037                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3038
3039         if (!bmap)
3040                 return NULL;
3041
3042         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
3043
3044         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
3045         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3046         off = 0;
3047         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3048                 if (t != type) {
3049                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3050                 } else {
3051                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
3052                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3053                                                 0, pos, off);
3054                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3055                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
3056                 }
3057                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
3058         }
3059         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3060
3061         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
3062                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3063         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
3064                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
3065         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
3066                 isl_basic_map_free(bmap);
3067                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
3068         }
3069         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3070         return isl_basic_map_finalize(res);
3071 }
3072
3073 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
3074         __isl_take isl_basic_set *bset,
3075         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3076 {
3077         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
3078 }
3079
3080 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3081                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3082 {
3083         if (!bmap)
3084                 return NULL;
3085         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
3086                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
3087 }
3088
3089 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3090                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3091 {
3092         if (!bset)
3093                 return NULL;
3094         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3095         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
3096 error:
3097         isl_basic_set_free(bset);
3098         return NULL;
3099 }
3100
3101 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3102         enum isl_dim_type type)
3103 {
3104         isl_space *space;
3105
3106         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3107                 return map;
3108
3109         space = isl_map_get_space(map);
3110         space = isl_space_reset(space, type);
3111         map = isl_map_reset_space(map, space);
3112         return map;
3113 }
3114
3115 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3116                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3117 {
3118         int i;
3119
3120         if (n == 0)
3121                 return map_space_reset(map, type);
3122
3123         map = isl_map_cow(map);
3124         if (!map)
3125                 return NULL;
3126
3127         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3128         if (!map->dim)
3129                 goto error;
3130
3131         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3132                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3133                 if (!map->p[i])
3134                         goto error;
3135         }
3136
3137         return map;
3138 error:
3139         isl_map_free(map);
3140         return NULL;
3141 }
3142
3143 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3144                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3145 {
3146         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3147 }
3148
3149 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3150                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3151 {
3152         if (!map)
3153                 return NULL;
3154         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3155 }
3156
3157 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3158                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3159 {
3160         if (!set)
3161                 return NULL;
3162         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3163         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3164 error:
3165         isl_set_free(set);
3166         return NULL;
3167 }
3168
3169 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3170         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3171         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3172         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3173 {
3174         struct isl_dim_map *dim_map;
3175         struct isl_basic_map *res;
3176         enum isl_dim_type t;
3177         unsigned total, off;
3178
3179         if (!bmap)
3180                 return NULL;
3181         if (n == 0)
3182                 return bmap;
3183
3184         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3185                 goto error);
3186
3187         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3188                 return bmap;
3189
3190         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3191
3192         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3193             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3194                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3195                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3196                 if (!bmap)
3197                         return NULL;
3198
3199                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3200                                                 src_type, src_pos, n);
3201                 if (!bmap->dim)
3202                         goto error;
3203
3204                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3205
3206                 return bmap;
3207         }
3208
3209         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3210         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3211
3212         off = 0;
3213         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3214                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3215                 if (t == dst_type) {
3216                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3217                                             0, dst_pos, off);
3218                         off += dst_pos;
3219                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3220                                             src_pos, n, off);
3221                         off += n;
3222                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3223                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3224                         off += size - dst_pos;
3225                 } else if (t == src_type) {
3226                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3227                                             0, src_pos, off);
3228                         off += src_pos;
3229                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3230                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3231                         off += size - src_pos - n;
3232                 } else {
3233                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3234                         off += size;
3235                 }
3236         }
3237         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3238
3239         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3240                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3241         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3242         if (!bmap)
3243                 goto error;
3244
3245         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3246                                         src_type, src_pos, n);
3247         if (!bmap->dim)
3248                 goto error;
3249
3250         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3251         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3252         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3253
3254         return bmap;
3255 error:
3256         isl_basic_map_free(bmap);
3257         return NULL;
3258 }
3259
3260 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3261         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3262         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3263 {
3264         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3265                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3266 }
3267
3268 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3269         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3270         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3271 {
3272         if (!set)
3273                 return NULL;
3274         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3275         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3276                                         src_type, src_pos, n);
3277 error:
3278         isl_set_free(set);
3279         return NULL;
3280 }
3281
3282 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3283         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3284         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3285 {
3286         int i;
3287
3288         if (!map)
3289                 return NULL;
3290         if (n == 0)
3291                 return map;
3292
3293         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3294                 goto error);
3295
3296         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3297                 return map;
3298
3299         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3300
3301         map = isl_map_cow(map);
3302         if (!map)
3303                 return NULL;
3304
3305         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3306         if (!map->dim)
3307                 goto error;
3308
3309         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3310                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3311                                                 dst_type, dst_pos,
3312                                                 src_type, src_pos, n);
3313                 if (!map->p[i])
3314                         goto error;
3315         }
3316
3317         return map;
3318 error:
3319         isl_map_free(map);
3320         return NULL;
3321 }
3322
3323 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3324  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3325  * That's the responsibility of the caller.
3326  */
3327 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3328         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3329 {
3330         struct isl_dim_map *dim_map;
3331         struct isl_basic_map *res;
3332         enum isl_dim_type t;
3333         unsigned total, off;
3334
3335         if (!bmap)
3336                 return NULL;
3337         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3338                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3339                 return bmap;
3340
3341         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3342         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3343
3344         off = 0;
3345         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3346                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3347                 if (t == type) {
3348                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3349                                             0, first, off);
3350                         off += first;
3351                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3352                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3353                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3354                                             first + n, size - (first + n), off);
3355                         off += size - (first + n);
3356                 } else {
3357                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3358                         off += size;
3359                 }
3360         }
3361         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3362
3363         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3364                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3365         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3366         return res;
3367 }
3368
3369 /* Insert "n" rows in the divs of "bmap".
3370  *
3371  * The number of columns is not changed, which means that the last
3372  * dimensions of "bmap" are being reintepreted as the new divs.
3373  * The space of "bmap" is not adjusted, however, which means
3374  * that "bmap" is left in an inconsistent state.  Removing "n" dimensions
3375  * from the space of "bmap" is the responsibility of the caller.
3376  */
3377 static __isl_give isl_basic_map *insert_div_rows(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3378         int n)
3379 {
3380         int i;
3381         size_t row_size;
3382         isl_int **new_div;
3383         isl_int *old;
3384
3385         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3386         if (!bmap)
3387                 return NULL;
3388
3389         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3390         old = bmap->block2.data;
3391         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3392                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3393         if (!bmap->block2.data)
3394                 return isl_basic_map_free(bmap);
3395         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3396         if (!new_div)
3397                 return isl_basic_map_free(bmap);
3398         for (i = 0; i < n; ++i) {
3399                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3400                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3401                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3402         }
3403         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3404                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3405         free(bmap->div);
3406         bmap->div = new_div;
3407         bmap->n_div += n;
3408         bmap->extra += n;
3409
3410         return bmap;
3411 }
3412
3413 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3414  * into existentially quantified variables.
3415  */
3416 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3417                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3418                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3419 {
3420         if (n == 0)
3421                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3422
3423         if (!bmap)
3424                 return NULL;
3425
3426         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3427                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3428
3429         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3430                         goto error);
3431
3432         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3433         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3434         bmap = insert_div_rows(bmap, n);
3435         if (!bmap)
3436                 return NULL;
3437
3438         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3439         if (!bmap->dim)
3440                 goto error;
3441         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3442         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3443         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3444 error:
3445         isl_basic_map_free(bmap);
3446         return NULL;
3447 }
3448
3449 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3450  * into existentially quantified variables.
3451  */
3452 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3453                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3454 {
3455         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3456                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3457 }
3458
3459 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3460  * into existentially quantified variables.
3461  */
3462 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3463                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3464 {
3465         int i;
3466
3467         if (!map)
3468                 return NULL;
3469
3470         if (n == 0)
3471                 return map_space_reset(map, type);
3472
3473         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3474
3475         map = isl_map_cow(map);
3476         if (!map)
3477                 return NULL;
3478
3479         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3480         if (!map->dim)
3481                 goto error;
3482
3483         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3484                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3485                 if (!map->p[i])
3486                         goto error;
3487         }
3488
3489         return map;
3490 error:
3491         isl_map_free(map);
3492         return NULL;
3493 }
3494
3495 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3496  * into existentially quantified variables.
3497  */
3498 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3499                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3500 {
3501         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3502 }
3503
3504 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3505 {
3506         int i, j;
3507
3508         for (i = 0; i < n; ++i) {
3509                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3510                 if (j < 0)
3511                         goto error;
3512                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3513         }
3514         return bmap;
3515 error:
3516         isl_basic_map_free(bmap);
3517         return NULL;
3518 }
3519
3520 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3521                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3522 {
3523         isl_space *dim_result = NULL;
3524         struct isl_basic_map *bmap;
3525         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3526         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3527
3528         if (!bmap1 || !bmap2)
3529                 goto error;
3530
3531         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3532                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3533
3534         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3535         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3536         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3537         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3538
3539         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3540         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3541         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3542         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3543         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3544         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3545         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3546         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3547         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3548         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3549         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3550
3551         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3552                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3553                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3554                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3555         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3556         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3557         bmap = add_divs(bmap, n);
3558         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3559         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3560         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3561 error:
3562         isl_basic_map_free(bmap1);
3563         isl_basic_map_free(bmap2);
3564         return NULL;
3565 }
3566
3567 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3568                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3569 {
3570         if (!bset || !bmap)
3571                 goto error;
3572
3573         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3574                     goto error);
3575
3576         return (struct isl_basic_set *)
3577                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3578 error:
3579         isl_basic_set_free(bset);
3580         isl_basic_map_free(bmap);
3581         return NULL;
3582 }
3583
3584 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3585                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3586 {
3587         if (!bmap1 || !bmap2)
3588                 goto error;
3589
3590         isl_assert(bmap1->ctx,
3591             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3592         isl_assert(bmap1->ctx,
3593             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3594             goto error);
3595
3596         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3597         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3598         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3599 error:
3600         isl_basic_map_free(bmap1);
3601         isl_basic_map_free(bmap2);
3602         return NULL;
3603 }
3604
3605 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3606  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3607  */
3608 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3609                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3610 {
3611         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3612         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3613         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3614         int i;
3615
3616         if (!bmap1 || !bmap2)
3617                 goto error;
3618
3619         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3620                 goto error);
3621
3622         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3623         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3624         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3625
3626         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3627         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3628         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3629         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3630         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3631         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3632         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3633         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3634         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3635         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3636         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3637
3638         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3639                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3640                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3641                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3642         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3643                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3644                 if (j < 0)
3645                         goto error;
3646                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3647                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3648                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3649                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3650         }
3651         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3652         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3653         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3654
3655         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3656         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3657 error:
3658         isl_basic_map_free(bmap);
3659         isl_basic_map_free(bmap1);
3660         isl_basic_map_free(bmap2);
3661         return NULL;
3662 }
3663
3664 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3665  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3666  */
3667 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3668 {
3669         struct isl_map *result;
3670         int i, j;
3671
3672         if (!map1 || !map2)
3673                 goto error;
3674
3675         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3676
3677         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3678                                 map1->n * map2->n, 0);
3679         if (!result)
3680                 goto error;
3681         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3682                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3683                         struct isl_basic_map *part;
3684                         part = isl_basic_map_sum(
3685                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3686                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3687                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3688                                 isl_basic_map_free(part);
3689                         else
3690                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3691                         if (!result)
3692                                 goto error;
3693                 }
3694         isl_map_free(map1);
3695         isl_map_free(map2);
3696         return result;
3697 error:
3698         isl_map_free(map1);
3699         isl_map_free(map2);
3700         return NULL;
3701 }
3702
3703 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3704         __isl_take isl_set *set2)
3705 {
3706         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3707 }
3708
3709 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3710  */
3711 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3712 {
3713         int i, j;
3714         unsigned off, n;
3715
3716         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3717         if (!bmap)
3718                 return NULL;
3719
3720         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3721         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3722         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3723                 for (j = 0; j < n; ++j)
3724                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3725         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3726                 for (j = 0; j < n; ++j)
3727                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3728         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3729                 for (j = 0; j < n; ++j)
3730                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3731         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3732         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3733 }
3734
3735 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3736 {
3737         return isl_basic_map_neg(bset);
3738 }
3739
3740 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3741  */
3742 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3743 {
3744         int i;
3745
3746         map = isl_map_cow(map);
3747         if (!map)
3748                 return NULL;
3749
3750         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3751                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3752                 if (!map->p[i])
3753                         goto error;
3754         }
3755
3756         return map;
3757 error:
3758         isl_map_free(map);
3759         return NULL;
3760 }
3761
3762 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3763 {
3764         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3765 }
3766
3767 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3768  * A -> floor(f(A)/d).
3769  */
3770 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3771                 isl_int d)
3772 {
3773         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3774         struct isl_basic_map *result = NULL;
3775         struct isl_dim_map *dim_map;
3776         int i;
3777
3778         if (!bmap)
3779                 return NULL;
3780
3781         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3782         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3783         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3784
3785         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3786         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3787         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3788         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3789         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3790         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3791
3792         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3793                         bmap->n_div + n_out,
3794                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3795         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3796         result = add_divs(result, n_out);
3797         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3798                 int j;
3799                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3800                 if (j < 0)
3801                         goto error;
3802                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3803                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3804                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3805                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3806                 if (j < 0)
3807                         goto error;
3808                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3809                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3810                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3811                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3812         }
3813
3814         result = isl_basic_map_simplify(result);
3815         return isl_basic_map_finalize(result);
3816 error:
3817         isl_basic_map_free(result);
3818         return NULL;
3819 }
3820
3821 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3822  * A -> floor(f(A)/d).
3823  */
3824 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3825 {
3826         int i;
3827
3828         map = isl_map_cow(map);
3829         if (!map)
3830                 return NULL;
3831
3832         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3833         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3834         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3835                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3836                 if (!map->p[i])
3837                         goto error;
3838         }
3839
3840         return map;
3841 error:
3842         isl_map_free(map);
3843         return NULL;
3844 }
3845
3846 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3847 {
3848         int i;
3849         unsigned nparam;
3850         unsigned n_in;
3851
3852         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3853         if (i < 0)
3854                 goto error;
3855         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3856         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3857         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3858         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3859         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3860         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3861 error:
3862         isl_basic_map_free(bmap);
3863         return NULL;
3864 }
3865
3866 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3867  */
3868 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3869 {
3870         int i;
3871         unsigned nparam;
3872         unsigned n_in;
3873
3874         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3875         if (i < 0)
3876                 goto error;
3877         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3878         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3879         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3880         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3881         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3882         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3883         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3884 error:
3885         isl_basic_map_free(bmap);
3886         return NULL;
3887 }
3888
3889 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3890  */
3891 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3892         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3893 {
3894         int i;
3895         unsigned nparam;
3896         unsigned n_in;
3897
3898         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3899         if (i < 0)
3900                 goto error;
3901         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3902         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3903         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3904         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3905         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3906         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3907 error:
3908         isl_basic_map_free(bmap);
3909         return NULL;
3910 }
3911
3912 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3913  */
3914 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3915 {
3916         int i;
3917         unsigned nparam;
3918         unsigned n_in;
3919
3920         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3921         if (i < 0)
3922                 goto error;
3923         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3924         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3925         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3926         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3927         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3928         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3929         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3930 error:
3931         isl_basic_map_free(bmap);
3932         return NULL;
3933 }
3934
3935 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3936  */
3937 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3938         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3939 {
3940         int i;
3941         unsigned nparam;
3942         unsigned n_in;
3943
3944         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3945         if (i < 0)
3946                 goto error;
3947         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3948         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3949         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3950         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3951         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3952         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3953 error:
3954         isl_basic_map_free(bmap);
3955         return NULL;
3956 }
3957
3958 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3959         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3960 {
3961         int i;
3962         struct isl_basic_map *bmap;
3963         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3964         if (!bmap)
3965                 return NULL;
3966         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3967                 bmap = var_equal(bmap, i);
3968         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3969 }
3970
3971 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3972  */
3973 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3974         unsigned pos)
3975 {
3976         int i;
3977         struct isl_basic_map *bmap;
3978         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3979         if (!bmap)
3980                 return NULL;
3981         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3982                 bmap = var_equal(bmap, i);
3983         if (bmap)
3984                 bmap = var_less(bmap, pos);
3985         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3986 }
3987
3988 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3989  */
3990 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3991         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3992 {
3993         int i;
3994         isl_basic_map *bmap;
3995
3996         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3997         for (i = 0; i < pos; ++i)
3998                 bmap = var_equal(bmap, i);
3999         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
4000         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4001 }
4002
4003 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
4004  */
4005 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
4006         unsigned pos)
4007 {
4008         int i;
4009         struct isl_basic_map *bmap;
4010         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4011         if (!bmap)
4012                 return NULL;
4013         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
4014                 bmap = var_equal(bmap, i);
4015         if (bmap)
4016                 bmap = var_more(bmap, pos);
4017         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4018 }
4019
4020 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
4021  */
4022 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
4023         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
4024 {
4025         int i;
4026         isl_basic_map *bmap;
4027
4028         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
4029         for (i = 0; i < pos; ++i)
4030                 bmap = var_equal(bmap, i);
4031         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
4032         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4033 }
4034
4035 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
4036         unsigned n, int equal)
4037 {
4038         struct isl_map *map;
4039         int i;
4040
4041         if (n == 0 && equal)
4042                 return isl_map_universe(dims);
4043
4044         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4045
4046         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4047                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4048                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
4049         if (n > 0) {
4050                 if (equal)
4051                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4052                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
4053                 else
4054                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4055                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
4056         } else
4057                 isl_space_free(dims);
4058
4059         return map;
4060 }
4061
4062 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4063 {
4064         if (!dims)
4065                 return NULL;
4066         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
4067 }
4068
4069 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4070 {
4071         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
4072 }
4073
4074 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4075 {
4076         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
4077 }
4078
4079 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
4080 {
4081         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4082 }
4083
4084 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
4085 {
4086         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4087 }
4088
4089 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
4090         unsigned n, int equal)
4091 {
4092         struct isl_map *map;
4093         int i;
4094
4095         if (n == 0 && equal)
4096                 return isl_map_universe(dims);
4097
4098         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
4099
4100         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
4101                 map = isl_map_add_basic_map(map,
4102                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
4103         if (n > 0) {
4104                 if (equal)
4105                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4106                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
4107                 else
4108                         map = isl_map_add_basic_map(map,
4109                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
4110         } else
4111                 isl_space_free(dims);
4112
4113         return map;
4114 }
4115
4116 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
4117 {
4118         if (!dims)
4119                 return NULL;
4120         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
4121 }
4122
4123 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4124 {
4125         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4126 }
4127
4128 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4129 {
4130         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4131 }
4132
4133 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4134 {
4135         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4136 }
4137
4138 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4139 {
4140         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4141 }
4142
4143 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4144         __isl_take isl_set *set2)
4145 {
4146         isl_map *map;
4147         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4148         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4149         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4150         return map;
4151 }
4152
4153 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4154         __isl_take isl_set *set2)
4155 {
4156         isl_map *map;
4157         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4158         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4159         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4160         return map;
4161 }
4162
4163 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4164         __isl_take isl_set *set2)
4165 {
4166         isl_map *map;
4167         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4168         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4169         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4170         return map;
4171 }
4172
4173 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4174         __isl_take isl_set *set2)
4175 {
4176         isl_map *map;
4177         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4178         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4179         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4180         return map;
4181 }
4182
4183 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4184         __isl_take isl_map *map2)
4185 {
4186         isl_map *map;
4187         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4188         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4189         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4190         return map;
4191 }
4192
4193 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4194         __isl_take isl_map *map2)
4195 {
4196         isl_map *map;
4197         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4198         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4199         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4200         return map;
4201 }
4202
4203 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4204         __isl_take isl_map *map2)
4205 {
4206         isl_map *map;
4207         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4208         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4209         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4210         return map;
4211 }
4212
4213 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4214         __isl_take isl_map *map2)
4215 {
4216         isl_map *map;
4217         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4218         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4219         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4220         return map;
4221 }
4222
4223 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4224         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4225 {
4226         struct isl_basic_map *bmap;
4227
4228         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4229         if (!bset || !dim)
4230                 goto error;
4231
4232         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4233         isl_space_free(bset->dim);
4234         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4235         bmap->dim = dim;
4236         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4237 error:
4238         isl_basic_set_free(bset);
4239         isl_space_free(dim);
4240         return NULL;
4241 }
4242
4243 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4244 {
4245         if (!bmap)
4246                 goto error;
4247         if (bmap->dim->n_in == 0)
4248                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4249         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4250         if (!bmap)
4251                 goto error;
4252         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4253         if (!bmap->dim)
4254                 goto error;
4255         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4256         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4257 error:
4258         isl_basic_map_free(bmap);
4259         return NULL;
4260 }
4261
4262 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4263  *
4264  *              f - m d >= 0
4265  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4266  *
4267  * Note that the second constraint is the negation of
4268  *
4269  *              f - m d >= n
4270  */
4271 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4272         unsigned pos, isl_int *div)
4273 {
4274         int i, j;
4275         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4276
4277         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4278         if (i < 0)
4279                 return -1;
4280         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4281         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4282
4283         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4284         if (j < 0)
4285                 return -1;
4286         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4287         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4288         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4289         return j;
4290 }
4291
4292 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4293         unsigned pos, isl_int *div)
4294 {
4295         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4296                                                         pos, div);
4297 }
4298
4299 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4300 {
4301         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4302         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4303
4304         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4305                                                         bmap->div[div]);
4306 }
4307
4308 int isl_basic_set_add_div_constraints(struct isl_basic_set *bset, unsigned div)
4309 {
4310         return isl_basic_map_add_div_constraints(bset, div);
4311 }
4312
4313 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4314                 struct isl_basic_map *bmap)
4315 {
4316         if (!bmap)
4317                 goto error;
4318         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4319             bmap->n_div == 0 &&
4320             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4321             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4322                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4323         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4324         if (!bmap)
4325                 goto error;
4326         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4327         if (!bmap->dim)
4328                 goto error;
4329         bmap->extra -= bmap->n_div;
4330         bmap->n_div = 0;
4331         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4332         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4333 error:
4334         isl_basic_map_free(bmap);
4335         return NULL;
4336 }
4337
4338 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4339                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4340 {
4341         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4342 }
4343
4344 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4345         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4346 {
4347         struct isl_basic_map *bmap;
4348         struct isl_ctx *ctx;
4349         unsigned total;
4350         int i;
4351
4352         if (!bset || !like)
4353                 goto error;
4354         ctx = bset->ctx;
4355         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4356         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4357         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4358                         goto error);
4359         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4360                 isl_basic_map_free(like);
4361                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4362         }
4363         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4364         if (!bset)
4365                 goto error;
4366         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4367         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4368         isl_space_free(bmap->dim);
4369         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4370         if (!bmap->dim)
4371                 goto error;
4372         bmap->n_div = like->n_div;
4373         bmap->extra += like->n_div;
4374         if (bmap->extra) {
4375                 unsigned ltotal;
4376                 isl_int **div;
4377                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4378                 if (ltotal > total)
4379                         ltotal = total;
4380                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4381                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4382                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4383                         goto error;
4384                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4385                 if (!div)
4386                         goto error;
4387                 bmap->div = div;
4388                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4389                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4390                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4391                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4392                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4393                 }
4394                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4395                                                         0, 2 * like->n_div);
4396                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4397                         if (!bmap)
4398                                 break;
4399                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4400                                 continue;
4401                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4402                                 bmap = isl_basic_map_free(bmap);
4403                 }
4404         }
4405         isl_basic_map_free(like);
4406         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4407         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4408         return bmap;
4409 error:
4410         isl_basic_map_free(like);
4411         isl_basic_set_free(bset);
4412         return NULL;
4413 }
4414
4415 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4416         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4417 {
4418         return (struct isl_basic_set *)
4419                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4420 }
4421
4422 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4423         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4424 {
4425         int i;
4426
4427         if (!set || !like)
4428                 goto error;
4429         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4430                     goto error);
4431         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4432                 isl_basic_set_free(like);
4433                 return set;
4434         }
4435         set = isl_set_cow(set);
4436         if (!set)
4437                 goto error;
4438         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4439                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4440                                                       isl_basic_set_copy(like));
4441                 if (!set->p[i])
4442                         goto error;
4443         }
4444         isl_space_free(set->dim);
4445         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4446         if (!set->dim)
4447                 goto error;
4448         isl_basic_set_free(like);
4449         return set;
4450 error:
4451         isl_basic_set_free(like);
4452         isl_set_free(set);
4453         return NULL;
4454 }
4455
4456 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4457 {
4458         int i;
4459
4460         map = isl_map_cow(map);
4461         if (!map)
4462                 return NULL;
4463         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4464         if (!map->dim)
4465                 goto error;
4466
4467         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4468                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4469                                 goto error);
4470         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4471                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4472                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4473                 if (!map->p[i])
4474                         goto error;
4475         }
4476         if (map->n == 0)
4477                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4478         else {
4479                 isl_space_free(map->dim);
4480                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4481         }
4482         if (!map->dim)
4483                 goto error;
4484         return (struct isl_set *)map;
4485 error:
4486         isl_map_free(map);
4487         return NULL;
4488 }
4489
4490 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4491 {
4492         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4493 }
4494
4495 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4496         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4497 {
4498         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4499         if (!bmap || !dim)
4500                 goto error;
4501
4502         isl_space_free(bmap->dim);
4503         bmap->dim = dim;
4504
4505         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4506
4507         return bmap;
4508 error:
4509         isl_basic_map_free(bmap);
4510         isl_space_free(dim);
4511         return NULL;
4512 }
4513
4514 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4515         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4516 {
4517         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4518                                                         dim);
4519 }
4520
4521 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4522         __isl_take isl_space *dim)
4523 {
4524         int i;
4525
4526         map = isl_map_cow(map);
4527         if (!map || !dim)
4528                 goto error;
4529
4530         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4531                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4532                                                     isl_space_copy(dim));
4533                 if (!map->p[i])
4534                         goto error;
4535         }
4536         isl_space_free(map->dim);
4537         map->dim = dim;
4538
4539         return map;
4540 error:
4541         isl_map_free(map);
4542         isl_space_free(dim);
4543         return NULL;
4544 }
4545
4546 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4547         __isl_take isl_space *dim)
4548 {
4549         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4550 }
4551
4552 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4553  */
4554 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4555 {
4556         isl_space *space;
4557         unsigned n;
4558
4559         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4560                 return bset;
4561
4562         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4563         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4564         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4565         space = isl_space_params(space);
4566         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4567         return bset;
4568 }
4569
4570 /* Construct a zero-dimensional basic set with the given parameter domain.
4571  */
4572 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_params(
4573         __isl_take isl_basic_set *bset)
4574 {
4575         isl_space *space;
4576         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4577         space = isl_space_set_from_params(space);
4578         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4579         return bset;
4580 }
4581
4582 /* Compute the parameter domain of the given set.
4583  */
4584 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4585 {
4586         isl_space *space;
4587         unsigned n;
4588
4589         if (isl_set_is_params(set))
4590                 return set;
4591
4592         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4593         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4594         space = isl_set_get_space(set);
4595         space = isl_space_params(space);
4596         set = isl_set_reset_space(set, space);
4597         return set;
4598 }
4599
4600 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4601  */
4602 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4603 {
4604         isl_space *space;
4605         space = isl_set_get_space(set);
4606         space = isl_space_set_from_params(space);
4607         set = isl_set_reset_space(set, space);
4608         return set;
4609 }
4610
4611 /* Compute the parameter domain of the given map.
4612  */
4613 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4614 {
4615         isl_space *space;
4616         unsigned n;
4617
4618         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4619         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4620         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4621         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4622         space = isl_map_get_space(map);
4623         space = isl_space_params(space);
4624         map = isl_map_reset_space(map, space);
4625         return map;
4626 }
4627
4628 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4629 {
4630         isl_space *dim;
4631         struct isl_basic_set *domain;
4632         unsigned n_in;
4633         unsigned n_out;
4634
4635         if (!bmap)
4636                 return NULL;
4637         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4638
4639         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4640         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4641         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4642         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4643
4644         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4645
4646         return domain;
4647 }
4648
4649 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4650 {
4651         if (!bmap)
4652                 return -1;
4653         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4654 }
4655
4656 /* Is this basic map actually a set?
4657  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4658  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4659  */
4660 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4661 {
4662         if (!bmap)
4663                 return -1;
4664         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4665 }
4666
4667 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4668 {
4669         if (!bmap)
4670                 return NULL;
4671         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4672                 return bmap;
4673         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4674 }
4675
4676 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4677         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4678 {
4679         int i, k;
4680         isl_space *dim;
4681         isl_basic_map *domain;
4682         int nparam, n_in, n_out;
4683         unsigned total;
4684
4685         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4686         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4687         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4688
4689         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4690         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4691
4692         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4693         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4694         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4695
4696         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4697
4698         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4699                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4700                 if (k < 0)
4701                         goto error;
4702                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4703                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4704                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4705         }
4706
4707         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4708         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4709 error:
4710         isl_basic_map_free(bmap);
4711         return NULL;
4712 }
4713
4714 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4715         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4716 {
4717         int i, k;
4718         isl_space *dim;
4719         isl_basic_map *range;
4720         int nparam, n_in, n_out;
4721         unsigned total;
4722
4723         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4724         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4725         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4726
4727         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4728         range = isl_basic_map_universe(dim);
4729
4730         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4731         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4732         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4733
4734         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4735
4736         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4737                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4738                 if (k < 0)
4739                         goto error;
4740                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4741                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4742                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4743         }
4744
4745         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4746         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4747 error:
4748         isl_basic_map_free(bmap);
4749         return NULL;
4750 }
4751
4752 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4753 {
4754         if (!map)
4755                 return -1;
4756         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4757 }
4758
4759 /* Is this map actually a set?
4760  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4761  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4762  */
4763 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4764 {
4765         if (!map)
4766                 return -1;
4767         return isl_space_is_set(map->dim);
4768 }
4769
4770 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4771 {
4772         int i;
4773         struct isl_set *set;
4774
4775         if (!map)
4776                 goto error;
4777         if (isl_map_is_set(map))
4778                 return (isl_set *)map;
4779
4780         map = isl_map_cow(map);
4781         if (!map)
4782                 goto error;
4783
4784         set = (struct isl_set *) map;
4785         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4786         if (!set->dim)
4787                 goto error;
4788         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4789                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4790                 if (!set->p[i])
4791                         goto error;
4792         }
4793         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4794         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4795         return set;
4796 error:
4797         isl_map_free(map);
4798         return NULL;
4799 }
4800
4801 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4802 {
4803         int i;
4804         isl_space *domain_dim;
4805
4806         map = isl_map_cow(map);
4807         if (!map)
4808                 return NULL;
4809
4810         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4811         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4812         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4813         if (!map->dim)
4814                 goto error;
4815         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4816                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4817                 if (!map->p[i])
4818                         goto error;
4819         }
4820         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4821         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4822         return map;
4823 error:
4824         isl_map_free(map);
4825         return NULL;
4826 }
4827
4828 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4829 {
4830         int i;
4831         isl_space *range_dim;
4832
4833         map = isl_map_cow(map);
4834         if (!map)
4835                 return NULL;
4836
4837         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4838         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4839         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4840         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4841         if (!map->dim)
4842                 goto error;
4843         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4844                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4845                 if (!map->p[i])
4846                         goto error;
4847         }
4848         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4849         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4850         return map;
4851 error:
4852         isl_map_free(map);
4853         return NULL;
4854 }
4855
4856 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4857         __isl_take isl_space *dim)
4858 {
4859         int i;
4860         struct isl_map *map = NULL;
4861
4862         set = isl_set_cow(set);
4863         if (!set || !dim)
4864                 goto error;
4865         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4866         map = (struct isl_map *)set;
4867         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4868                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4869                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4870                 if (!map->p[i])
4871                         goto error;
4872         }
4873         isl_space_free(map->dim);
4874         map->dim = dim;
4875         return map;
4876 error:
4877         isl_space_free(dim);
4878         isl_set_free(set);
4879         return NULL;
4880 }
4881
4882 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4883         __isl_take isl_basic_set *bset)
4884 {
4885         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4886 }
4887
4888 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4889         __isl_take isl_basic_set *bset)
4890 {
4891         isl_space *space;
4892         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4893         space = isl_space_from_range(space);
4894         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4895         return (isl_basic_map *)bset;
4896 }
4897
4898 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4899 {
4900         isl_space *space;
4901         space = isl_set_get_space(set);
4902         space = isl_space_from_range(space);
4903         set = isl_set_reset_space(set, space);
4904         return (struct isl_map *)set;
4905 }
4906
4907 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4908 {
4909         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4910 }
4911
4912 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4913         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4914 {
4915         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4916 }
4917
4918 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4919         __isl_take isl_set *range)
4920 {
4921         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4922 }
4923
4924 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4925 {
4926         int i;
4927         struct isl_set *set = NULL;
4928
4929         if (!map)
4930                 return NULL;
4931         map = isl_map_cow(map);
4932         if (!map)
4933                 return NULL;
4934         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4935         if (!map->dim)
4936                 goto error;
4937         set = (struct isl_set *)map;
4938         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4939                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4940                 if (!set->p[i])
4941                         goto error;
4942         }
4943         return set;
4944 error:
4945         isl_map_free(map);
4946         return NULL;
4947 }
4948
4949 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4950         unsigned flags)
4951 {
4952         struct isl_map *map;
4953
4954         if (!dim)
4955                 return NULL;
4956         if (n < 0)
4957                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4958                         "negative number of basic maps", goto error);
4959         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4960                         sizeof(struct isl_map) +
4961                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4962         if (!map)
4963                 goto error;
4964
4965         map->ctx = dim->ctx;
4966         isl_ctx_ref(map->ctx);
4967         map->ref = 1;
4968         map->size = n;
4969         map->n = 0;
4970         map->dim = dim;
4971         map->flags = flags;
4972         return map;
4973 error:
4974         isl_space_free(dim);
4975         return NULL;
4976 }
4977
4978 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4979                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4980                 unsigned flags)
4981 {
4982         struct isl_map *map;
4983         isl_space *dims;
4984
4985         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4986         if (!dims)
4987                 return NULL;
4988
4989         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4990         return map;
4991 }
4992
4993 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4994 {
4995         struct isl_basic_map *bmap;
4996         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4997         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4998         return bmap;
4999 }
5000
5001 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5002 {
5003         struct isl_basic_set *bset;
5004         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
5005         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5006         return bset;
5007 }
5008
5009 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
5010 {
5011         struct isl_basic_map *bmap;
5012         if (!model)
5013                 return NULL;
5014         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5015         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5016         return bmap;
5017 }
5018
5019 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
5020 {
5021         struct isl_basic_map *bmap;
5022         if (!model)
5023                 return NULL;
5024         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5025         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
5026         return bmap;
5027 }
5028
5029 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
5030 {
5031         struct isl_basic_set *bset;
5032         if (!model)
5033                 return NULL;
5034         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
5035         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
5036         return bset;
5037 }
5038
5039 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5040 {
5041         struct isl_basic_map *bmap;
5042         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5043         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
5044         return bmap;
5045 }
5046
5047 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5048 {
5049         struct isl_basic_set *bset;
5050         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
5051         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
5052         return bset;
5053 }
5054
5055 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5056 {
5057         int i;
5058         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
5059         isl_basic_map *bmap;
5060
5061         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
5062         for (i = 0; i < total; ++i) {
5063                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5064                 if (k < 0)
5065                         goto error;
5066                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
5067                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
5068         }
5069         return bmap;
5070 error:
5071         isl_basic_map_free(bmap);
5072         return NULL;
5073 }
5074
5075 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5076 {
5077         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
5078 }
5079
5080 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5081 {
5082         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
5083 }
5084
5085 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
5086 {
5087         return isl_map_nat_universe(dim);
5088 }
5089
5090 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
5091                 __isl_keep isl_basic_map *model)
5092 {
5093         if (!model)
5094                 return NULL;
5095         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5096 }
5097
5098 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
5099 {
5100         if (!model)
5101                 return NULL;
5102         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5103 }
5104
5105 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
5106         __isl_keep isl_set *model)
5107 {
5108         if (!model)
5109                 return NULL;
5110         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
5111 }
5112
5113 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
5114 {
5115         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5116 }
5117
5118 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
5119 {
5120         if (!model)
5121                 return NULL;
5122         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5123 }
5124
5125 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
5126 {
5127         if (!model)
5128                 return NULL;
5129         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5130 }
5131
5132 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
5133 {
5134         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
5135 }
5136
5137 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
5138 {
5139         if (!model)
5140                 return NULL;
5141         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
5142 }
5143
5144 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5145 {
5146         struct isl_map *map;
5147         if (!dim)
5148                 return NULL;
5149         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5150         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5151         return map;
5152 }
5153
5154 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5155 {
5156         struct isl_set *set;
5157         if (!dim)
5158                 return NULL;
5159         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5160         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5161         return set;
5162 }
5163
5164 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5165 {
5166         if (!model)
5167                 return NULL;
5168         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5169 }
5170
5171 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5172 {
5173         int i;
5174         struct isl_map *dup;
5175
5176         if (!map)
5177                 return NULL;
5178         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5179         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5180                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5181         return dup;
5182 }
5183
5184 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5185                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5186 {
5187         if (!bmap || !map)
5188                 goto error;
5189         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5190                 isl_basic_map_free(bmap);
5191                 return map;
5192         }
5193         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5194         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5195         map->p[map->n] = bmap;
5196         map->n++;
5197         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5198         return map;
5199 error:
5200         if (map)
5201                 isl_map_free(map);
5202         if (bmap)
5203                 isl_basic_map_free(bmap);
5204         return NULL;
5205 }
5206
5207 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5208 {
5209         int i;
5210
5211         if (!map)
5212                 return NULL;
5213
5214         if (--map->ref > 0)
5215                 return NULL;
5216
5217         isl_ctx_deref(map->ctx);
5218         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5219                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5220         isl_space_free(map->dim);
5221         free(map);
5222
5223         return NULL;
5224 }
5225
5226 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5227                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5228 {
5229         int i;
5230
5231         base = isl_map_cow(base);
5232         if (!base)
5233                 return NULL;
5234
5235         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5236         if (!base->dim)
5237                 goto error;
5238         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5239                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5240                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5241                 if (!base->p[i])
5242                         goto error;
5243         }
5244         return base;
5245 error:
5246         isl_map_free(base);
5247         return NULL;
5248 }
5249
5250 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5251                 unsigned nparam, unsigned dim)
5252 {
5253         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5254                                                         nparam, 0, dim);
5255 }
5256
5257 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5258         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5259 {
5260         int j;
5261
5262         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5263         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5264         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5265         if (j < 0)
5266                 goto error;
5267         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5268         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5269         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5270         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5271         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5272 error:
5273         isl_basic_map_free(bmap);
5274         return NULL;
5275 }
5276
5277 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5278         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5279 {
5280         int j;
5281
5282         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5283         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5284         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5285         if (j < 0)
5286                 goto error;
5287         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5288         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5289         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5290         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5291         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5292 error:
5293         isl_basic_map_free(bmap);
5294         return NULL;
5295 }
5296
5297 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5298                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5299 {
5300         if (!bmap)
5301                 return NULL;
5302         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5303         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5304                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5305 error:
5306         isl_basic_map_free(bmap);
5307         return NULL;
5308 }
5309
5310 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5311                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5312 {
5313         if (!bmap)
5314                 return NULL;
5315         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5316         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5317                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5318 error:
5319         isl_basic_map_free(bmap);
5320         return NULL;
5321 }
5322
5323 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5324                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5325 {
5326         return (struct isl_basic_set *)
5327                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5328                                         type, pos, value);
5329 }
5330
5331 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5332                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5333 {
5334         return (struct isl_basic_set *)
5335                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5336                                         type, pos, value);
5337 }
5338
5339 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5340                 unsigned input, int value)
5341 {
5342         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5343 }
5344
5345 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5346                 unsigned dim, int value)
5347 {
5348         return (struct isl_basic_set *)
5349                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5350                                         isl_dim_set, dim, value);
5351 }
5352
5353 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5354 {
5355         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5356
5357         if (empty < 0)
5358                 return -1;
5359         if (!empty)
5360                 return 0;
5361
5362         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5363         if (i != map->n - 1) {
5364                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5365                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5366         }
5367         map->n--;
5368
5369         return 0;
5370 }
5371
5372 /* Perform "fn" on each basic map of "map", where we may not be holding
5373  * the only reference to "map".
5374  * In particular, "fn" should be a semantics preserving operation
5375  * that we want to apply to all copies of "map".  We therefore need
5376  * to be careful not to modify "map" in a way that breaks "map"
5377  * in case anything goes wrong.
5378  */
5379 __isl_give isl_map *isl_map_inline_foreach_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5380         __isl_give isl_basic_map *(*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap))
5381 {
5382         struct isl_basic_map *bmap;
5383         int i;
5384
5385         if (!map)
5386                 return NULL;
5387
5388         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5389                 bmap = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
5390                 bmap = fn(bmap);
5391                 if (!bmap)
5392                         goto error;
5393                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5394                 map->p[i] = bmap;
5395                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5396                         goto error;
5397         }
5398
5399         return map;
5400 error:
5401         isl_map_free(map);
5402         return NULL;
5403 }
5404
5405 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5406                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5407 {
5408         int i;
5409
5410         map = isl_map_cow(map);
5411         if (!map)
5412                 return NULL;
5413
5414         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5415         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5416                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5417                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5418                         goto error;
5419         }
5420         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5421         return map;
5422 error:
5423         isl_map_free(map);
5424         return NULL;
5425 }
5426
5427 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5428                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5429 {
5430         return (struct isl_set *)
5431                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5432 }
5433
5434 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5435                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5436 {
5437         int i;
5438
5439         map = isl_map_cow(map);
5440         if (!map)
5441                 return NULL;
5442
5443         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5444         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5445                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5446                 if (!map->p[i])
5447                         goto error;
5448         }
5449         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5450         return map;
5451 error:
5452         isl_map_free(map);
5453         return NULL;
5454 }
5455
5456 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5457                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5458 {
5459         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5460 }
5461
5462 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5463                 unsigned input, int value)
5464 {
5465         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5466 }
5467
5468 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5469 {
5470         return (struct isl_set *)
5471                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5472 }
5473
5474 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5475         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5476         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5477 {
5478         int j;
5479
5480         if (!bmap)
5481                 return NULL;
5482         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5483         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5484         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5485         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5486         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5487         if (j < 0)
5488                 goto error;
5489         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5490         if (upper) {
5491                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5492                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5493         } else {
5494                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5495                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5496         }
5497         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5498         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5499 error:
5500         isl_basic_map_free(bmap);
5501         return NULL;
5502 }
5503
5504 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5505         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5506         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5507 {
5508         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5509 }
5510
5511 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5512  */
5513 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5514         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5515         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5516 {
5517         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5518 }
5519
5520 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5521         unsigned dim, isl_int value)
5522 {
5523         int j;
5524
5525         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5526         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5527         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5528         if (j < 0)
5529                 goto error;
5530         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5531         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5532         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5533         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5534         return isl_basic_set_finalize(bset);
5535 error:
5536         isl_basic_set_free(bset);
5537         return NULL;
5538 }
5539
5540 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5541         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5542 {
5543         int i;
5544
5545         map = isl_map_cow(map);
5546         if (!map)
5547                 return NULL;
5548
5549         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5550         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5551                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5552                                                  type, pos, value, upper);
5553                 if (!map->p[i])
5554                         goto error;
5555         }
5556         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5557         return map;
5558 error:
5559         isl_map_free(map);
5560         return NULL;
5561 }
5562
5563 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5564         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5565 {
5566         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5567 }
5568
5569 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5570         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5571 {
5572         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5573 }
5574
5575 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5576                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5577 {
5578         return (struct isl_set *)
5579                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5580 }
5581
5582 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5583         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5584 {
5585         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5586 }
5587
5588 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5589  * is set) to "value".
5590  */
5591 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5592         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5593         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5594 {
5595         int j;
5596
5597         if (!bmap)
5598                 return NULL;
5599         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5600                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5601                         "index out of bounds", goto error);
5602         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5603         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5604         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5605         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5606         if (j < 0)
5607                 goto error;
5608         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5609         if (upper) {
5610                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5611                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5612         } else {
5613                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5614                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5615         }
5616         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5617         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5618 error:
5619         isl_basic_map_free(bmap);
5620         return NULL;
5621 }
5622
5623 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5624  * is set) to "value".
5625  */
5626 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5627         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5628 {
5629         int i;
5630
5631         map = isl_map_cow(map);
5632         if (!map)
5633                 return NULL;
5634
5635         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5636                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5637                         "index out of bounds", goto error);
5638         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5639                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5640                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5641                         goto error;
5642         }
5643         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5644         return map;
5645 error:
5646         isl_map_free(map);
5647         return NULL;
5648 }
5649
5650 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5651         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5652 {
5653         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5654 }
5655
5656 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5657         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5658 {
5659         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5660 }
5661
5662 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5663         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5664 {
5665         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5666 }
5667
5668 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5669         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5670 {
5671         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5672 }
5673
5674 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5675                                         isl_int value)
5676 {
5677         int i;
5678
5679         set = isl_set_cow(set);
5680         if (!set)
5681                 return NULL;
5682
5683         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5684         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5685                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5686                 if (!set->p[i])
5687                         goto error;
5688         }
5689         return set;
5690 error:
5691         isl_set_free(set);
5692         return NULL;
5693 }
5694
5695 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5696 {
5697         int i;
5698
5699         map = isl_map_cow(map);
5700         if (!map)
5701                 return NULL;
5702
5703         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5704         if (!map->dim)
5705                 goto error;
5706         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5707                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5708                 if (!map->p[i])
5709                         goto error;
5710         }
5711         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5712         return map;
5713 error:
5714         isl_map_free(map);
5715         return NULL;
5716 }
5717
5718 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5719                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5720                 struct isl_set **empty, int max)
5721 {
5722         if (!bmap)
5723                 goto error;
5724         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5725                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5726         else
5727                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5728 error:
5729         isl_basic_map_free(bmap);
5730         isl_basic_set_free(dom);
5731         if (empty)
5732                 *empty = NULL;
5733         return NULL;
5734 }
5735
5736 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5737                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5738                 struct isl_set **empty)
5739 {
5740         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5741 }
5742
5743 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5744                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5745                 struct isl_set **empty)
5746 {
5747         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5748 }
5749
5750 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5751                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5752                 struct isl_set **empty)
5753 {
5754         return (struct isl_set *)
5755                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5756                         dom, empty);
5757 }
5758
5759 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5760                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5761                 struct isl_set **empty)
5762 {
5763         return (struct isl_set *)
5764                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5765                         dom, empty);
5766 }
5767
5768 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5769         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5770         __isl_give isl_set **empty)
5771 {
5772         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5773 }
5774
5775 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5776         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5777         __isl_give isl_set **empty)
5778 {
5779         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5780 }
5781
5782 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5783         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5784         __isl_give isl_set **empty)
5785 {
5786         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5787 }
5788
5789 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5790         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5791         __isl_give isl_set **empty)
5792 {
5793         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5794 }
5795
5796 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5797         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5798 {
5799         isl_basic_set *dom = NULL;
5800         isl_space *dom_space;
5801
5802         if (!bmap)
5803                 goto error;
5804         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5805         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5806         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5807 error:
5808         isl_basic_map_free(bmap);
5809         return NULL;
5810 }
5811
5812 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5813         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5814 {
5815         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5816 }
5817
5818 #undef TYPE
5819 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5820 #undef SUFFIX
5821 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5822 #undef EMPTY
5823 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5824 #undef ADD
5825 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5826 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5827
5828 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5829  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5830  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5831  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5832  *
5833  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5834  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5835  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5836  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5837  * update both "res" and "todo".
5838  */
5839 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5840         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5841         __isl_give isl_set **empty, int max)
5842 {
5843         int i;
5844         isl_pw_multi_aff *res;
5845         isl_set *todo;
5846
5847         if (!map || !dom)
5848                 goto error;
5849
5850         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5851                 if (empty)
5852                         *empty = dom;
5853                 else
5854                         isl_set_free(dom);
5855                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5856         }
5857
5858         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5859                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5860                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5861
5862         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5863                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5864                 isl_set *todo_i;
5865
5866                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5867                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5868                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5869
5870                 if (max)
5871                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5872                 else
5873                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5874
5875                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5876         }
5877
5878         isl_set_free(dom);
5879         isl_map_free(map);
5880
5881         if (empty)
5882                 *empty = todo;
5883         else
5884                 isl_set_free(todo);
5885
5886         return res;
5887 error:
5888         if (empty)
5889                 *empty = NULL;
5890         isl_set_free(dom);
5891         isl_map_free(map);
5892         return NULL;
5893 }
5894
5895 #undef TYPE
5896 #define TYPE    isl_map
5897 #undef SUFFIX
5898 #define SUFFIX
5899 #undef EMPTY
5900 #define EMPTY   isl_map_empty
5901 #undef ADD
5902 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5903 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5904
5905 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5906  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5907  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5908  *
5909  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5910  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5911  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5912  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5913  * update both "res" and "todo".
5914  *
5915  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5916  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5917  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5918  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5919  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5920  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5921  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5922  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5923  * for the ith basic map, i.e.,
5924  *
5925  *      todo^i = todo^k * todo_i
5926  *
5927  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5928  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5929  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5930  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5931  * the lexicographic order.)
5932  * In practice, we compute
5933  *
5934  *      res^k * (res_i . "<=")
5935  *
5936  * and
5937  *
5938  *      res_i * (res^k . "<")
5939  *
5940  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5941  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5942  * that one, i.e.,
5943  *
5944  *      res^k * todo_i
5945  * and
5946  *      res_i * todo^k
5947  *
5948  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5949  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5950  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5951  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5952  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5953  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5954  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5955  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5956  * the previous basic maps.
5957  */
5958 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5959                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5960                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5961 {
5962         int i;
5963         struct isl_map *res;
5964         struct isl_set *todo;
5965
5966         if (!map || !dom)
5967                 goto error;
5968
5969         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5970                 if (empty)
5971                         *empty = dom;
5972                 else
5973                         isl_set_free(dom);
5974                 return map;
5975         }
5976
5977         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5978                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5979
5980         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5981                 isl_map *lt, *le;
5982                 isl_map *res_i;
5983                 isl_set *todo_i;
5984                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5985
5986                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5987                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5988
5989                 if (max) {
5990                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5991                         le = isl_map_lex_le(dim);
5992                 } else {
5993                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5994                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5995                 }
5996                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5997                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5998                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5999                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
6000
6001                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
6002                         res = isl_map_intersect_domain(res,
6003                                                         isl_set_copy(todo_i));
6004                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
6005                                                         isl_set_copy(todo));
6006                 }
6007
6008                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
6009                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
6010                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
6011
6012                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
6013         }
6014
6015         isl_set_free(dom);
6016         isl_map_free(map);
6017
6018         if (empty)
6019                 *empty = todo;
6020         else
6021                 isl_set_free(todo);
6022
6023         return res;
6024 error:
6025         if (empty)
6026                 *empty = NULL;
6027         isl_set_free(dom);
6028         isl_map_free(map);
6029         return NULL;
6030 }
6031
6032 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
6033                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6034                 __isl_give isl_set **empty)
6035 {
6036         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
6037 }
6038
6039 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
6040                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
6041                 __isl_give isl_set **empty)
6042 {
6043         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
6044 }
6045
6046 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
6047                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6048                 __isl_give isl_set **empty)
6049 {
6050         return (struct isl_set *)
6051                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
6052                         dom, empty);
6053 }
6054
6055 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
6056                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
6057                 __isl_give isl_set **empty)
6058 {
6059         return (struct isl_set *)
6060                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
6061                         dom, empty);
6062 }
6063
6064 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
6065 {
6066         struct isl_basic_set *dom = NULL;
6067         isl_space *dom_dim;
6068
6069         if (!bmap)
6070                 goto error;
6071         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
6072         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
6073         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
6074 error:
6075         isl_basic_map_free(bmap);
6076         return NULL;
6077 }
6078
6079 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6080 {
6081         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
6082 }
6083
6084 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
6085 {
6086         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
6087 }
6088
6089 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
6090 {
6091         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
6092 }
6093
6094 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
6095 {
6096         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
6097 }
6098
6099 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
6100 {
6101         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
6102 }
6103
6104 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
6105 {
6106         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
6107 }
6108
6109 /* Extract the first and only affine expression from list
6110  * and then add it to *pwaff with the given dom.
6111  * This domain is known to be disjoint from other domains
6112  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
6113  */
6114 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
6115         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
6116 {
6117         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
6118         isl_aff *aff;
6119         isl_pw_aff **pwaff = user;
6120         isl_pw_aff *pwaff_i;
6121
6122         if (!list)
6123                 goto error;
6124         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
6125                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
6126                         "expecting single element list", goto error);
6127
6128         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
6129         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
6130
6131         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
6132
6133         isl_aff_list_free(list);
6134
6135         return 0;
6136 error:
6137         isl_basic_set_free(dom);
6138         isl_aff_list_free(list);
6139         return -1;
6140 }
6141
6142 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
6143  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
6144  *
6145  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
6146  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
6147  */
6148 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
6149         int max)
6150 {
6151         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
6152         isl_pw_aff *pwaff;
6153         int r;
6154
6155         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
6156         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
6157         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
6158
6159         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
6160         if (r < 0)
6161                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
6162
6163         return pwaff;
6164 }
6165
6166 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
6167  * as a function of the parameters and the input dimensions,
6168  * but independently of the other output dimensions.
6169  *
6170  * We first project out the other output dimension and then compute
6171  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
6172  * using isl_pw_aff_union_max.
6173  */
6174 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
6175         int max)
6176 {
6177         int i;
6178         isl_pw_aff *pwaff;
6179         unsigned n_out;
6180
6181         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6182         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6183         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6184         if (!map)
6185                 return NULL;
6186
6187         if (map->n == 0) {
6188                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6189                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6190                 isl_map_free(map);
6191                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6192         }
6193
6194         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6195         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6196                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6197
6198                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6199                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6200         }
6201
6202         isl_map_free(map);
6203
6204         return pwaff;
6205 }
6206
6207 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6208  * parameters and input dimensions, but independently of
6209  * the other output dimensions.
6210  */
6211 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6212 {
6213         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6214 }
6215
6216 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6217  * as a function of the parameters,
6218  * but independently of the other set dimensions.
6219  */
6220 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6221         int max)
6222 {
6223         return map_dim_opt(set, pos, max);
6224 }
6225
6226 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6227  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6228  */
6229 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6230 {
6231         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6232 }
6233
6234 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6235  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6236  */
6237 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6238 {
6239         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6240 }
6241
6242 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6243  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6244  */
6245 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6246         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6247 {
6248         unsigned nparam;
6249
6250         if (!bset || !mat)
6251                 goto error;
6252
6253         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6254         if (!bset->dim)
6255                 goto error;
6256
6257         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6258
6259         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6260
6261         bset->dim->nparam = 0;
6262         bset->dim->n_out = nparam;
6263         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6264         if (bset) {
6265                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6266                 bset->dim->n_out = 0;
6267         }
6268         return bset;
6269 error:
6270         isl_mat_free(mat);
6271         isl_basic_set_free(bset);
6272         return NULL;
6273 }
6274
6275 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6276  * set is assumed to have only parameters and divs.
6277  */
6278 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6279         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6280 {
6281         isl_space *dim = NULL;
6282         unsigned nparam;
6283
6284         if (!set || !mat)
6285                 goto error;
6286
6287         dim = isl_space_copy(set->dim);
6288         dim = isl_space_cow(dim);
6289         if (!dim)
6290                 goto error;
6291
6292         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6293
6294         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6295
6296         dim->nparam = 0;
6297         dim->n_out = nparam;
6298         isl_set_reset_space(set, dim);
6299         set = isl_set_preimage(set, mat);
6300         if (!set)
6301                 goto error2;
6302         dim = isl_space_copy(set->dim);
6303         dim = isl_space_cow(dim);
6304         if (!dim)
6305                 goto error2;
6306         dim->nparam = dim->n_out;
6307         dim->n_out = 0;
6308         isl_set_reset_space(set, dim);
6309         return set;
6310 error:
6311         isl_space_free(dim);
6312         isl_mat_free(mat);
6313 error2:
6314         isl_set_free(set);
6315         return NULL;
6316 }
6317
6318 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6319  * equalities in "eq".
6320  */
6321 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6322         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6323 {
6324         int i, k;
6325         unsigned len;
6326
6327         if (!bset || !eq)
6328                 goto error;
6329
6330         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6331                                         eq->n_row, 0);
6332         if (!bset)
6333                 goto error;
6334
6335         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6336         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6337                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6338                 if (k < 0)
6339                         goto error;
6340                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6341                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6342         }
6343         isl_mat_free(eq);
6344
6345         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6346         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6347
6348         return bset;
6349 error:
6350         isl_mat_free(eq);
6351         isl_basic_set_free(bset);
6352         return NULL;
6353 }
6354
6355 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6356  * equalities in "eq".
6357  */
6358 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6359         struct isl_mat *eq)
6360 {
6361         int i;
6362
6363         if (!set || !eq)
6364                 goto error;
6365
6366         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6367                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6368                                         isl_mat_copy(eq));
6369                 if (!set->p[i])
6370                         goto error;
6371         }
6372         isl_mat_free(eq);
6373         return set;
6374 error:
6375         isl_mat_free(eq);
6376         isl_set_free(set);
6377         return NULL;
6378 }
6379
6380 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6381  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6382  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6383  * The output has the same parameters, but only
6384  * explicit existentially quantified variables.
6385  *
6386  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6387  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6388  * among the parameters by performing a variable compression on
6389  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6390  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6391  */
6392 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6393 {
6394         int i, j;
6395         struct isl_mat *eq;
6396         struct isl_mat *T, *T2;
6397         struct isl_set *set;
6398         unsigned nparam, n_div;
6399
6400         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6401         if (!bset)
6402                 return NULL;
6403
6404         if (bset->n_eq == 0)
6405                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6406
6407         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6408         if (!bset)
6409                 return NULL;
6410         if (isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
6411                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6412
6413         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6414         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6415
6416         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6417                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6418                         ++i;
6419         }
6420         if (i == bset->n_eq)
6421                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6422
6423         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6424                 0, 1 + nparam);
6425         eq = isl_mat_cow(eq);
6426         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6427         if (T && T->n_col == 0) {
6428                 isl_mat_free(T);
6429                 isl_mat_free(T2);
6430                 isl_mat_free(eq);
6431                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6432                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6433         }
6434         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6435
6436         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6437         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6438         set = set_append_equalities(set, eq);
6439         return set;
6440 }
6441
6442 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6443  * quantified variables.
6444  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6445  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6446  * no input or output dimensions and the dimension specification
6447  * is reset to that of the input.
6448  */
6449 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6450 {
6451         struct isl_basic_set *bset;
6452         struct isl_set *set;
6453         struct isl_map *map;
6454         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6455         unsigned         nparam;
6456         unsigned         n_in;
6457         unsigned         n_out;
6458
6459         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6460         if (!bmap)
6461                 return NULL;
6462
6463         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6464         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6465         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6466         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6467         if (!dim)
6468                 goto error;
6469
6470         orig_dim = bmap->dim;
6471         bmap->dim = dim;
6472         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6473
6474         set = parameter_compute_divs(bset);
6475         map = (struct isl_map *)set;
6476         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6477
6478         return map;
6479 error:
6480         isl_basic_map_free(bmap);
6481         return NULL;
6482 }
6483
6484 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6485 {
6486         int i;
6487         unsigned off;
6488
6489         if (!bmap)
6490                 return -1;
6491
6492         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6493         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6494                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6495                         return 0;
6496                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6497                                 return -1);
6498         }
6499         return 1;
6500 }
6501
6502 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6503 {
6504         int i;
6505
6506         if (!map)
6507                 return -1;
6508
6509         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6510                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6511                 if (known <= 0)
6512                         return known;
6513         }
6514
6515         return 1;
6516 }
6517
6518 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6519  * expressions for them.  However, this computation may be
6520  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6521  * strictly needed.
6522  */
6523 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6524 {
6525         int known;
6526         struct isl_map *map;
6527
6528         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6529         if (known < 0)
6530                 goto error;
6531         if (known)
6532                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6533
6534         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6535
6536         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6537         if (known < 0)
6538                 goto error;
6539         if (known)
6540                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6541
6542         map = compute_divs(bmap);
6543         return map;
6544 error:
6545         isl_basic_map_free(bmap);
6546         return NULL;
6547 }
6548
6549 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6550 {
6551         int i;
6552         int known;
6553         struct isl_map *res;
6554
6555         if (!map)
6556                 return NULL;
6557         if (map->n == 0)
6558                 return map;
6559
6560         known = map_divs_known(map);
6561         if (known < 0) {
6562                 isl_map_free(map);
6563                 return NULL;
6564         }
6565         if (known)
6566                 return map;
6567
6568         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6569         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6570                 struct isl_map *r2;
6571                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6572                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6573                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6574                 else
6575                         res = isl_map_union(res, r2);
6576         }
6577         isl_map_free(map);
6578
6579         return res;
6580 }
6581
6582 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6583 {
6584         return (struct isl_set *)
6585                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6586 }
6587
6588 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6589 {
6590         return (struct isl_set *)
6591                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6592 }
6593
6594 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6595 {
6596         int i;
6597         struct isl_set *set;
6598
6599         if (!map)
6600                 goto error;
6601
6602         map = isl_map_cow(map);
6603         if (!map)
6604                 return NULL;
6605
6606         set = (struct isl_set *)map;
6607         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6608         if (!set->dim)
6609                 goto error;
6610         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6611                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6612                 if (!set->p[i])
6613                         goto error;
6614         }
6615         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6616         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6617         return set;
6618 error:
6619         isl_map_free(map);
6620         return NULL;
6621 }
6622
6623 /* Return the union of "map1" and "map2", where we assume for now that
6624  * "map1" and "map2" are disjoint.  Note that the basic maps inside
6625  * "map1" or "map2" may not be disjoint from each other.
6626  * Also note that this function is also called from isl_map_union,
6627  * which takes care of handling the situation where "map1" and "map2"
6628  * may not be disjoint.
6629  *
6630  * If one of the inputs is empty, we can simply return the other input.
6631  * Similarly, if one of the inputs is universal, then it is equal to the union.
6632  */
6633 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6634         __isl_take isl_map *map2)
6635 {
6636         int i;
6637         unsigned flags = 0;
6638         struct isl_map *map = NULL;
6639         int is_universe;
6640
6641         if (!map1 || !map2)
6642                 goto error;
6643
6644         if (map1->n == 0) {
6645                 isl_map_free(map1);
6646                 return map2;
6647         }
6648         if (map2->n == 0) {
6649                 isl_map_free(map2);
6650                 return map1;
6651         }
6652
6653         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map1);
6654         if (is_universe < 0)
6655                 goto error;
6656         if (is_universe) {
6657                 isl_map_free(map2);
6658                 return map1;
6659         }
6660
6661         is_universe = isl_map_plain_is_universe(map2);
6662         if (is_universe < 0)
6663                 goto error;
6664         if (is_universe) {
6665                 isl_map_free(map1);
6666                 return map2;
6667         }
6668
6669         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6670
6671         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6672             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6673                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6674
6675         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6676                                 map1->n + map2->n, flags);
6677         if (!map)
6678                 goto error;
6679         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6680                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6681                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6682                 if (!map)
6683                         goto error;
6684         }
6685         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6686                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6687                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6688                 if (!map)
6689                         goto error;
6690         }
6691         isl_map_free(map1);
6692         isl_map_free(map2);
6693         return map;
6694 error:
6695         isl_map_free(map);
6696         isl_map_free(map1);
6697         isl_map_free(map2);
6698         return NULL;
6699 }
6700
6701 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6702         __isl_take isl_map *map2)
6703 {
6704         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6705 }
6706
6707 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6708 {
6709         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6710         if (!map1)
6711                 return NULL;
6712         if (map1->n > 1)
6713                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6714         return map1;
6715 }
6716
6717 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6718                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6719 {
6720         return (struct isl_set *)
6721                 isl_map_union_disjoint(
6722                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6723 }
6724
6725 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6726 {
6727         return (struct isl_set *)
6728                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6729 }
6730
6731 /* Apply "fn" to pairs of elements from "map" and "set" and collect
6732  * the results.
6733  *
6734  * "map" and "set" are assumed to be compatible and non-NULL.
6735  */
6736 static __isl_give isl_map *map_intersect_set(__isl_take isl_map *map,
6737         __isl_take isl_set *set,
6738         __isl_give isl_basic_map *fn(__isl_take isl_basic_map *bmap,
6739                 __isl_take isl_basic_set *bset))
6740 {
6741         unsigned flags = 0;
6742         struct isl_map *result;
6743         int i, j;
6744
6745         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6746                 isl_set_free(set);
6747                 return map;
6748         }
6749
6750         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6751             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6752                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6753
6754         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6755                                         map->n * set->n, flags);
6756         for (i = 0; result && i < map->n; ++i)
6757                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6758                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6759                                         fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6760                                             isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6761                         if (!result)
6762                                 break;
6763                 }
6764
6765         isl_map_free(map);
6766         isl_set_free(set);
6767         return result;
6768 }
6769
6770 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6771         __isl_take isl_set *set)
6772 {
6773         if (!map || !set)
6774                 goto error;
6775
6776         if (!isl_map_compatible_range(map, set))
6777                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6778                         "incompatible spaces", goto error);
6779
6780         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_range);
6781 error:
6782         isl_map_free(map);
6783         isl_set_free(set);
6784         return NULL;
6785 }
6786
6787 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6788         __isl_take isl_set *set)
6789 {
6790         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6791 }
6792
6793 static __isl_give isl_map *map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6794         __isl_take isl_set *set)
6795 {
6796         if (!map || !set)
6797                 goto error;
6798
6799         if (!isl_map_compatible_domain(map, set))
6800                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6801                         "incompatible spaces", goto error);
6802
6803         return map_intersect_set(map, set, &isl_basic_map_intersect_domain);
6804 error:
6805         isl_map_free(map);
6806         isl_set_free(set);
6807         return NULL;
6808 }
6809
6810 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_domain(__isl_take isl_map *map,
6811         __isl_take isl_set *set)
6812 {
6813         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set,
6814                                                 &map_intersect_domain);
6815 }
6816
6817 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6818         __isl_take isl_map *map2)
6819 {
6820         if (!map1 || !map2)
6821                 goto error;
6822         map1 = isl_map_reverse(map1);
6823         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6824         return isl_map_reverse(map1);
6825 error:
6826         isl_map_free(map1);
6827         isl_map_free(map2);
6828         return NULL;
6829 }
6830
6831 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6832         __isl_take isl_map *map2)
6833 {
6834         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6835 }
6836
6837 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6838         __isl_take isl_map *map2)
6839 {
6840         isl_space *dim_result;
6841         struct isl_map *result;
6842         int i, j;
6843
6844         if (!map1 || !map2)
6845                 goto error;
6846
6847         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6848                                   isl_space_copy(map2->dim));
6849
6850         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6851         if (!result)
6852                 goto error;
6853         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6854                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6855                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6856                             isl_basic_map_apply_range(
6857                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6858                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6859                         if (!result)
6860                                 goto error;
6861                 }
6862         isl_map_free(map1);
6863         isl_map_free(map2);
6864         if (result && result->n <= 1)
6865                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6866         return result;
6867 error:
6868         isl_map_free(map1);
6869         isl_map_free(map2);
6870         return NULL;
6871 }
6872
6873 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6874         __isl_take isl_map *map2)
6875 {
6876         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6877 }
6878
6879 /*
6880  * returns range - domain
6881  */
6882 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6883 {
6884         isl_space *dims, *target_dim;
6885         struct isl_basic_set *bset;
6886         unsigned dim;
6887         unsigned nparam;
6888         int i;
6889
6890         if (!bmap)
6891                 goto error;
6892         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6893                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6894                    goto error);
6895         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6896         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6897         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6898         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6899         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6900         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6901         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6902         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6903         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6904         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6905                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6906                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6907                 if (j < 0) {
6908                         bset = isl_basic_set_free(bset);
6909                         break;
6910                 }
6911                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6912                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6913                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6914                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6915         }
6916         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6917         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6918         return bset;
6919 error:
6920         isl_basic_map_free(bmap);
6921         return NULL;
6922 }
6923
6924 /*
6925  * returns range - domain
6926  */
6927 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6928 {
6929         int i;
6930         isl_space *dim;
6931         struct isl_set *result;
6932
6933         if (!map)
6934                 return NULL;
6935
6936         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6937                                                  map->dim, isl_dim_out),
6938                    goto error);
6939         dim = isl_map_get_space(map);
6940         dim = isl_space_domain(dim);
6941         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6942         if (!result)
6943                 goto error;
6944         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6945                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6946                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6947         isl_map_free(map);
6948         return result;
6949 error:
6950         isl_map_free(map);
6951         return NULL;
6952 }
6953
6954 /*
6955  * returns [domain -> range] -> range - domain
6956  */
6957 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6958         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6959 {
6960         int i, k;
6961         isl_space *dim;
6962         isl_basic_map *domain;
6963         int nparam, n;
6964         unsigned total;
6965
6966         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6967                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6968                         "domain and range don't match", goto error);
6969
6970         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6971         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6972
6973         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6974         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6975
6976         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6977         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6978         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6979
6980         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6981
6982         for (i = 0; i < n; ++i) {
6983                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6984                 if (k < 0)
6985                         goto error;
6986                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6987                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6988                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6989                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6990         }
6991
6992         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6993         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6994 error:
6995         isl_basic_map_free(bmap);
6996         return NULL;
6997 }
6998
6999 /*
7000  * returns [domain -> range] -> range - domain
7001  */
7002 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
7003 {
7004         int i;
7005         isl_space *domain_dim;
7006
7007         if (!map)
7008                 return NULL;
7009
7010         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
7011                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
7012                         "domain and range don't match", goto error);
7013
7014         map = isl_map_cow(map);
7015         if (!map)
7016                 return NULL;
7017
7018         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
7019         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
7020         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
7021         if (!map->dim)
7022                 goto error;
7023         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7024                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
7025                 if (!map->p[i])
7026                         goto error;
7027         }
7028         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7029         return map;
7030 error:
7031         isl_map_free(map);
7032         return NULL;
7033 }
7034
7035 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
7036 {
7037         struct isl_basic_map *bmap;
7038         unsigned nparam;
7039         unsigned dim;
7040         int i;
7041
7042         if (!dims)
7043                 return NULL;
7044
7045         nparam = dims->nparam;
7046         dim = dims->n_out;
7047         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
7048         if (!bmap)
7049                 goto error;
7050
7051         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7052                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
7053                 if (j < 0)
7054                         goto error;
7055                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
7056                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
7057                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
7058         }
7059         return isl_basic_map_finalize(bmap);
7060 error:
7061         isl_basic_map_free(bmap);
7062         return NULL;
7063 }
7064
7065 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7066 {
7067         if (!dim)
7068                 return NULL;
7069         if (dim->n_in != dim->n_out)
7070                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
7071                         "number of input and output dimensions needs to be "
7072                         "the same", goto error);
7073         return basic_map_identity(dim);
7074 error:
7075         isl_space_free(dim);
7076         return NULL;
7077 }
7078
7079 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
7080 {
7081         if (!model || !model->dim)
7082                 return NULL;
7083         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7084 }
7085
7086 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
7087 {
7088         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
7089 }
7090
7091 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
7092 {
7093         if (!model || !model->dim)
7094                 return NULL;
7095         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7096 }
7097
7098 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
7099 {
7100         if (!model || !model->dim)
7101                 return NULL;
7102         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
7103 }
7104
7105 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
7106 {
7107         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
7108         isl_map *id;
7109         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
7110         return isl_map_intersect_range(id, set);
7111 }
7112
7113 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
7114  * values.
7115  */
7116 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
7117         __isl_take isl_space *space)
7118 {
7119         int i;
7120         unsigned nparam;
7121         unsigned dim;
7122         struct isl_basic_set *bset;
7123
7124         if (!space)
7125                 return NULL;
7126         nparam = space->nparam;
7127         dim = space->n_out;
7128         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
7129         if (!bset)
7130                 return NULL;
7131         for (i = 0; i < dim; ++i) {
7132                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
7133                 if (k < 0)
7134                         goto error;
7135                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
7136                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
7137         }
7138         return bset;
7139 error:
7140         isl_basic_set_free(bset);
7141         return NULL;
7142 }
7143
7144 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
7145  */
7146 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
7147         int pos)
7148 {
7149         int k;
7150         isl_basic_set *nonneg;
7151
7152         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7153         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
7154         if (k < 0)
7155                 goto error;
7156         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
7157         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
7158
7159         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
7160 error:
7161         isl_basic_set_free(nonneg);
7162         return NULL;
7163 }
7164
7165 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
7166  */
7167 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
7168 {
7169         int k;
7170         isl_basic_set *neg;
7171
7172         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
7173         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
7174         if (k < 0)
7175                 goto error;
7176         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
7177         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
7178         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
7179
7180         return isl_basic_set_finalize(neg);
7181 error:
7182         isl_basic_set_free(neg);
7183         return NULL;
7184 }
7185
7186 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
7187         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
7188 {
7189         int i;
7190         isl_basic_set *nonneg;
7191         isl_basic_set *neg;
7192
7193         if (!set)
7194                 return NULL;
7195         if (n == 0)
7196                 return set;
7197
7198         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
7199
7200         for (i = 0; i < n; ++i) {
7201                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7202                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7203                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7204                                           pos(set->dim, type) + first + i);
7205
7206                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
7207         }
7208
7209         return set;
7210 error:
7211         isl_set_free(set);
7212         return NULL;
7213 }
7214
7215 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
7216         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7217         void *user)
7218 {
7219         isl_set *half;
7220
7221         if (!set)
7222                 return -1;
7223         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
7224                 isl_set_free(set);
7225                 return 0;
7226         }
7227         if (first == len)
7228                 return fn(set, signs, user);
7229
7230         signs[first] = 1;
7231         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7232                                                         1 + first));
7233         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7234         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7235                 goto error;
7236
7237         signs[first] = -1;
7238         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7239                                                         1 + first));
7240         half = isl_set_intersect(half, set);
7241         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7242 error:
7243         isl_set_free(set);
7244         return -1;
7245 }
7246
7247 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7248  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7249  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7250  * to the sign of the corresponding variable.
7251  */
7252 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7253         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7254         void *user)
7255 {
7256         unsigned nparam;
7257         unsigned nvar;
7258         int *signs;
7259         int r;
7260
7261         if (!set)
7262                 return -1;
7263         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7264                 return 0;
7265
7266         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7267         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7268
7269         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7270
7271         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7272                             fn, user);
7273
7274         free(signs);
7275
7276         return r;
7277 }
7278
7279 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7280 {
7281         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7282 }
7283
7284 int isl_basic_map_is_subset(
7285                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7286 {
7287         int is_subset;
7288         struct isl_map *map1;
7289         struct isl_map *map2;
7290
7291         if (!bmap1 || !bmap2)
7292                 return -1;
7293
7294         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7295         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7296
7297         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7298
7299         isl_map_free(map1);
7300         isl_map_free(map2);
7301
7302         return is_subset;
7303 }
7304
7305 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7306         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7307 {
7308         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7309 }
7310
7311 int isl_basic_map_is_equal(
7312                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7313 {
7314         int is_subset;
7315
7316         if (!bmap1 || !bmap2)
7317                 return -1;
7318         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7319         if (is_subset != 1)
7320                 return is_subset;
7321         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7322         return is_subset;
7323 }
7324
7325 int isl_basic_set_is_equal(
7326                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7327 {
7328         return isl_basic_map_is_equal(
7329                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7330 }
7331
7332 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7333 {
7334         int i;
7335         int is_empty;
7336
7337         if (!map)
7338                 return -1;
7339         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7340                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7341                 if (is_empty < 0)
7342                         return -1;
7343                 if (!is_empty)
7344                         return 0;
7345         }
7346         return 1;
7347 }
7348
7349 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7350 {
7351         return map ? map->n == 0 : -1;
7352 }
7353
7354 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7355 {
7356         return isl_map_plain_is_empty(map);
7357 }
7358
7359 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7360 {
7361         return set ? set->n == 0 : -1;
7362 }
7363
7364 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7365 {
7366         return isl_set_plain_is_empty(set);
7367 }
7368
7369 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7370 {
7371         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7372 }
7373
7374 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7375 {
7376         if (!map1 || !map2)
7377                 return -1;
7378
7379         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7380 }
7381
7382 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7383 {
7384         if (!set1 || !set2)
7385                 return -1;
7386
7387         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7388 }
7389
7390 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7391 {
7392         int is_subset;
7393
7394         if (!map1 || !map2)
7395                 return -1;
7396         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7397         if (is_subset != 1)
7398                 return is_subset;
7399         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7400         return is_subset;
7401 }
7402
7403 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7404 {
7405         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7406 }
7407
7408 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7409                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7410 {
7411         int is_subset;
7412
7413         if (!bmap1 || !bmap2)
7414                 return -1;
7415         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7416         if (is_subset != 1)
7417                 return is_subset;
7418         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7419         if (is_subset == -1)
7420                 return is_subset;
7421         return !is_subset;
7422 }
7423
7424 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7425 {
7426         int is_subset;
7427
7428         if (!map1 || !map2)
7429                 return -1;
7430         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7431         if (is_subset != 1)
7432                 return is_subset;
7433         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7434         if (is_subset == -1)
7435                 return is_subset;
7436         return !is_subset;
7437 }
7438
7439 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7440 {
7441         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7442 }
7443
7444 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7445 {
7446         if (!bmap)
7447                 return -1;
7448         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7449 }
7450
7451 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7452 {
7453         if (!bset)
7454                 return -1;
7455         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7456 }
7457
7458 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7459 {
7460         int i;
7461
7462         if (!map)
7463                 return -1;
7464
7465         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7466                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7467                 if (r < 0 || r)
7468                         return r;
7469         }
7470
7471         return 0;
7472 }
7473
7474 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7475 {
7476         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7477 }
7478
7479 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7480 {
7481         return isl_set_plain_is_universe(set);
7482 }
7483
7484 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7485 {
7486         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7487         struct isl_vec *sample = NULL;
7488         int empty;
7489         unsigned total;
7490
7491         if (!bmap)
7492                 return -1;
7493
7494         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7495                 return 1;
7496
7497         if (isl_basic_map_is_universe(bmap))
7498                 return 0;
7499
7500         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7501                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7502                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7503                 empty = isl_basic_map_plain_is_empty(copy);
7504                 isl_basic_map_free(copy);
7505                 return empty;
7506         }
7507
7508         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7509         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7510                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7511                 if (contains < 0)
7512                         return -1;
7513                 if (contains)
7514                         return 0;
7515         }
7516         isl_vec_free(bmap->sample);
7517         bmap->sample = NULL;
7518         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7519         if (!bset)
7520                 return -1;
7521         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7522         if (!sample)
7523                 return -1;
7524         empty = sample->size == 0;
7525         isl_vec_free(bmap->sample);
7526         bmap->sample = sample;
7527         if (empty)
7528                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7529
7530         return empty;
7531 }
7532
7533 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7534 {
7535         if (!bmap)
7536                 return -1;
7537         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7538 }
7539
7540 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7541 {
7542         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7543 }
7544
7545 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7546 {
7547         if (!bset)
7548                 return -1;
7549         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7550 }
7551
7552 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7553 {
7554         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7555 }
7556
7557 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7558 {
7559         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7560 }
7561
7562 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7563         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7564 {
7565         struct isl_map *map;
7566         if (!bmap1 || !bmap2)
7567                 goto error;
7568
7569         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7570
7571         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7572         if (!map)
7573                 goto error;
7574         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7575         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7576         return map;
7577 error:
7578         isl_basic_map_free(bmap1);
7579         isl_basic_map_free(bmap2);
7580         return NULL;
7581 }
7582
7583 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7584                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7585 {
7586         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7587                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7588                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7589 }
7590
7591 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7592 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7593 {
7594         int i;
7595         unsigned off;
7596
7597         if (!bmap)
7598                 return NULL;
7599
7600         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7601
7602         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7603                 int pos;
7604                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7605                         continue;
7606                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7607                                                             bmap->n_div-i);
7608                 if (pos == -1)
7609                         continue;
7610                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7611                 --i;
7612         }
7613         return bmap;
7614 }
7615
7616 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7617 {
7618         return (struct isl_basic_set *)
7619                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7620 }
7621
7622 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7623 {
7624         int i;
7625
7626         if (!map)
7627                 return 0;
7628
7629         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7630                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7631                 if (!map->p[i])
7632                         goto error;
7633         }
7634
7635         return map;
7636 error:
7637         isl_map_free(map);
7638         return NULL;
7639 }
7640
7641 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7642  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7643  * list of divs is given by "div".
7644  */
7645 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7646         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7647 {
7648         int i, j;
7649         int n_div;
7650
7651         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7652         if (!bset || !div)
7653                 goto error;
7654
7655         if (div->n_row < bset->n_div)
7656                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7657                         "not an expansion", goto error);
7658
7659         n_div = bset->n_div;
7660         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7661                                             div->n_row - n_div, 0,
7662                                             2 * (div->n_row - n_div));
7663
7664         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7665                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7666                         goto error;
7667
7668         j = n_div - 1;
7669         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7670                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7671                         if (i != j)
7672                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7673                         j--;
7674                 } else {
7675                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7676                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7677                                 goto error;
7678                 }
7679         }
7680
7681         isl_mat_free(div);
7682         return bset;
7683 error:
7684         isl_basic_set_free(bset);
7685         isl_mat_free(div);
7686         return NULL;
7687 }
7688
7689 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7690  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7691  * 
7692  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7693  * of the corresponding div in dst otherwise.
7694  */
7695 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7696                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7697 {
7698         int i;
7699
7700         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7701
7702         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7703         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7704                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7705                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7706                                                 dst->n_div - div) == -1)
7707                         return i;
7708         return -1;
7709 }
7710
7711 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7712                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7713 {
7714         int i;
7715         unsigned total;
7716
7717         if (!dst || !src)
7718                 goto error;
7719
7720         if (src->n_div == 0)
7721                 return dst;
7722
7723         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7724                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7725
7726         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7727         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7728         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7729                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7730         if (!dst)
7731                 return NULL;
7732         total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7733         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7734                 int j = find_div(dst, src, i);
7735                 if (j < 0) {
7736                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7737                         if (j < 0)
7738                                 goto error;
7739                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7740                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7741                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7742                                 goto error;
7743                 }
7744                 if (j != i)
7745                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7746         }
7747         return dst;
7748 error:
7749         isl_basic_map_free(dst);
7750         return NULL;
7751 }
7752
7753 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7754                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7755 {
7756         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7757                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7758 }
7759
7760 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7761 {
7762         int i;
7763
7764         if (!map)
7765                 return NULL;
7766         if (map->n == 0)
7767                 return map;
7768         map = isl_map_compute_divs(map);
7769         map = isl_map_cow(map);
7770         if (!map)
7771                 return NULL;
7772
7773         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7774                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7775         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7776                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7777
7778         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7779         return map;
7780 }
7781
7782 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7783 {
7784         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7785 }
7786
7787 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7788         __isl_take isl_map *map)
7789 {
7790         if (!set || !map)
7791                 goto error;
7792         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7793         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7794         set = isl_map_range(map);
7795         return set;
7796 error:
7797         isl_set_free(set);
7798         isl_map_free(map);
7799         return NULL;
7800 }
7801
7802 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7803         __isl_take isl_map *map)
7804 {
7805         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7806 }
7807
7808 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7809  * the meaning of the set.
7810  */
7811 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7812 {
7813         int i;
7814
7815         if (!map)
7816                 return NULL;
7817
7818         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7819                 remove_if_empty(map, i);
7820
7821         return map;
7822 }
7823
7824 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7825 {
7826         return (struct isl_set *)
7827                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7828 }
7829
7830 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7831 {
7832         struct isl_basic_map *bmap;
7833         if (!map || map->n == 0)
7834                 return NULL;
7835         bmap = map->p[map->n-1];
7836         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7837         return isl_basic_map_copy(bmap);
7838 }
7839
7840 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7841 {
7842         return (struct isl_basic_set *)
7843                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7844 }
7845
7846 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7847                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7848 {
7849         int i;
7850
7851         if (!map || !bmap)
7852                 goto error;
7853         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7854                 if (map->p[i] != bmap)
7855                         continue;
7856                 map = isl_map_cow(map);
7857                 if (!map)
7858                         goto error;
7859                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7860                 if (i != map->n-1) {
7861                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7862                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7863                 }
7864                 map->n--;
7865                 return map;
7866         }
7867         return map;
7868 error:
7869         isl_map_free(map);
7870         return NULL;
7871 }
7872
7873 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7874                                                 struct isl_basic_set *bset)
7875 {
7876         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7877                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7878 }
7879
7880 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7881  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7882  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7883  */
7884 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7885         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7886         int pos, isl_int *opt)
7887 {
7888         isl_space *dims;
7889         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7890         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7891         struct isl_ctx *ctx;
7892         struct isl_vec *obj;
7893         unsigned total;
7894         unsigned nparam;
7895         unsigned dim1, dim2;
7896         enum isl_lp_result res;
7897
7898         if (!bset1 || !bset2)
7899                 return isl_lp_error;
7900
7901         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7902         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7903         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7904         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7905         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7906         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7907         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7908         if (!bmap1 || !bmap2)
7909                 goto error;
7910         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7911         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7912                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7913                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7914         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7915         if (!bmap1)
7916                 goto error;
7917         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7918         ctx = bmap1->ctx;
7919         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7920         if (!obj)
7921                 goto error2;
7922         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7923         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7924         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7925         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7926                                         opt, NULL, NULL);
7927         isl_basic_map_free(bmap1);
7928         isl_vec_free(obj);
7929         return res;
7930 error:
7931         isl_basic_map_free(bmap2);
7932 error2:
7933         isl_basic_map_free(bmap1);
7934         return isl_lp_error;
7935 }
7936
7937 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7938  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7939  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7940  * smaller or larger than those in bset2.
7941  *
7942  * Returns
7943  *       1 if bset1 follows bset2
7944  *      -1 if bset1 precedes bset2
7945  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7946  *      -2 if some error occurred.
7947  */
7948 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7949         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7950 {
7951         isl_int opt;
7952         enum isl_lp_result res;
7953         int cmp;
7954
7955         isl_int_init(opt);
7956
7957         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7958
7959         if (res == isl_lp_empty)
7960                 cmp = 0;
7961         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7962                   res == isl_lp_unbounded)
7963                 cmp = 1;
7964         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7965                 cmp = -1;
7966         else
7967                 cmp = -2;
7968
7969         isl_int_clear(opt);
7970         return cmp;
7971 }
7972
7973 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7974  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7975  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7976  * than a value of the same dimension in bset2.
7977  *
7978  * Return
7979  *       1 if there exists such a pair
7980  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7981  *      -1 otherwise
7982  *      -2 if some error occurred.
7983  */
7984 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7985         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7986 {
7987         isl_int opt;
7988         enum isl_lp_result res;
7989         int cmp;
7990
7991         isl_int_init(opt);
7992
7993         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7994
7995         if (res == isl_lp_empty)
7996                 cmp = -1;
7997         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7998                   res == isl_lp_unbounded)
7999                 cmp = 1;
8000         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
8001                 cmp = -1;
8002         else if (res == isl_lp_ok)
8003                 cmp = 0;
8004         else
8005                 cmp = -2;
8006
8007         isl_int_clear(opt);
8008         return cmp;
8009 }
8010
8011 /* Given two sets set1 and set2, check whether
8012  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
8013  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
8014  * than a value of the same dimension in set2.
8015  *
8016  * Return
8017  *       1 if there exists such a pair
8018  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
8019  *      -1 otherwise
8020  *      -2 if some error occurred.
8021  */
8022 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
8023         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
8024 {
8025         int i, j;
8026         int follows = -1;
8027
8028         if (!set1 || !set2)
8029                 return -2;
8030
8031         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
8032                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
8033                         int f;
8034                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
8035                         if (f == 1 || f == -2)
8036                                 return f;
8037                         if (f > follows)
8038                                 follows = f;
8039                 }
8040
8041         return follows;
8042 }
8043
8044 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8045         unsigned pos, isl_int *val)
8046 {
8047         int i;
8048         int d;
8049         unsigned total;
8050
8051         if (!bmap)
8052                 return -1;
8053         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8054         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
8055                 for (; d+1 > pos; --d)
8056                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
8057                                 break;
8058                 if (d != pos)
8059                         continue;
8060                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
8061                         return 0;
8062                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
8063                         return 0;
8064                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
8065                         return 0;
8066                 if (val)
8067                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
8068                 return 1;
8069         }
8070         return 0;
8071 }
8072
8073 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
8074         unsigned pos, isl_int *val)
8075 {
8076         int i;
8077         isl_int v;
8078         isl_int tmp;
8079         int fixed;
8080
8081         if (!map)
8082                 return -1;
8083         if (map->n == 0)
8084                 return 0;
8085         if (map->n == 1)
8086                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
8087         isl_int_init(v);
8088         isl_int_init(tmp);
8089         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
8090         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
8091                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
8092                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8093                         fixed = 0;
8094         }
8095         if (val)
8096                 isl_int_set(*val, v);
8097         isl_int_clear(tmp);
8098         isl_int_clear(v);
8099         return fixed;
8100 }
8101
8102 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8103         unsigned pos, isl_int *val)
8104 {
8105         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
8106                                                 pos, val);
8107 }
8108
8109 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
8110         isl_int *val)
8111 {
8112         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
8113 }
8114
8115 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8116         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8117 {
8118         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
8119                 return -1;
8120         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
8121                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
8122 }
8123
8124 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8125         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8126 {
8127         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
8128                 return -1;
8129         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
8130                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
8131 }
8132
8133 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8134         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8135 {
8136         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
8137 }
8138
8139 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8140         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
8141 {
8142         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
8143 }
8144
8145 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8146  * then return this fixed value in *val.
8147  */
8148 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
8149         unsigned dim, isl_int *val)
8150 {
8151         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
8152                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
8153 }
8154
8155 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
8156  * then return this fixed value in *val.
8157  */
8158 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8159         unsigned dim, isl_int *val)
8160 {
8161         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
8162 }
8163
8164 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
8165         unsigned dim, isl_int *val)
8166 {
8167         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
8168 }
8169
8170 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
8171  * then return this fixed value in *val.
8172  */
8173 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
8174         unsigned in, isl_int *val)
8175 {
8176         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
8177 }
8178
8179 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
8180  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
8181  */
8182 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
8183         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
8184 {
8185         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
8186         isl_int *c;
8187         unsigned total;
8188         unsigned nparam;
8189
8190         if (!bset)
8191                 return -1;
8192         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
8193         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8194         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
8195                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
8196                         continue;
8197                 if (i_eq != -1)
8198                         return 0;
8199                 i_eq = i;
8200         }
8201         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
8202                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
8203                         continue;
8204                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
8205                         return 0;
8206                 i_ineq = i;
8207         }
8208         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
8209                 return 0;
8210         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
8211         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
8212         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
8213                 return 0;
8214         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
8215                 return 0;
8216         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
8217                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
8218                 return 0;
8219         if (val)
8220                 isl_int_neg(*val, c[0]);
8221         return 1;
8222 }
8223
8224 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
8225         unsigned dim, isl_int *val)
8226 {
8227         int i;
8228         isl_int v;
8229         isl_int tmp;
8230         int fixed;
8231
8232         if (!set)
8233                 return -1;
8234         if (set->n == 0)
8235                 return 0;
8236         if (set->n == 1)
8237                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8238                                                                 dim, val);
8239         isl_int_init(v);
8240         isl_int_init(tmp);
8241         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8242                                                                 dim, &v);
8243         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8244                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8245                                                                 dim, &tmp);
8246                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8247                         fixed = 0;
8248         }
8249         if (val)
8250                 isl_int_set(*val, v);
8251         isl_int_clear(tmp);
8252         isl_int_clear(v);
8253         return fixed;
8254 }
8255
8256 struct constraint {
8257         unsigned        size;
8258         isl_int         *c;
8259 };
8260
8261 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8262  * variables sorting first.
8263  */
8264 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8265 {
8266         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8267         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8268         int l1, l2;
8269         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8270
8271         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c + 1, size);
8272         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c + 1, size);
8273
8274         if (l1 != l2)
8275                 return l1 - l2;
8276
8277         return isl_seq_cmp(c1->c + 1, c2->c + 1, size);
8278 }
8279
8280 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8281         struct isl_basic_map *bmap)
8282 {
8283         int i;
8284         struct constraint *c;
8285         unsigned total;
8286
8287         if (!bmap)
8288                 return NULL;
8289         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8290         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8291         if (!c)
8292                 goto error;
8293         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8294                 c[i].size = total;
8295                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8296         }
8297         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8298         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8299                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8300         free(c);
8301         return bmap;
8302 error:
8303         isl_basic_map_free(bmap);
8304         return NULL;
8305 }
8306
8307 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8308         __isl_take isl_basic_set *bset)
8309 {
8310         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8311                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8312 }
8313
8314 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8315 {
8316         if (!bmap)
8317                 return NULL;
8318         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8319                 return bmap;
8320         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8321         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8322         if (bmap)
8323                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8324         return bmap;
8325 }
8326
8327 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8328 {
8329         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8330                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8331 }
8332
8333 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8334         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8335 {
8336         int i, cmp;
8337         unsigned total;
8338
8339         if (bmap1 == bmap2)
8340                 return 0;
8341         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8342             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8343                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8344         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8345                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8346         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8347                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8348         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8349                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8350         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8351             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8352                 return 0;
8353         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8354                 return 1;
8355         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8356                 return -1;
8357         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8358                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8359         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8360                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8361         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8362                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8363         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8364         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8365                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8366                 if (cmp)
8367                         return cmp;
8368         }
8369         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8370                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8371                 if (cmp)
8372                         return cmp;
8373         }
8374         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8375                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8376                 if (cmp)
8377                         return cmp;
8378         }
8379         return 0;
8380 }
8381
8382 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8383         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8384 {
8385         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8386 }
8387
8388 int isl_set_plain_cmp(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8389 {
8390         int i, cmp;
8391
8392         if (set1 == set2)
8393                 return 0;
8394         if (set1->n != set2->n)
8395                 return set1->n - set2->n;
8396
8397         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8398                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8399                 if (cmp)
8400                         return cmp;
8401         }
8402
8403         return 0;
8404 }
8405
8406 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8407         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8408 {
8409         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8410 }
8411
8412 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8413         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8414 {
8415         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8416                                             (isl_basic_map *)bset2);
8417 }
8418
8419 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8420 {
8421         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8422         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8423
8424         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8425 }
8426
8427 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8428  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8429  * meaning of any possible other copies of map.
8430  */
8431 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8432 {
8433         int i, j;
8434         struct isl_basic_map *bmap;
8435
8436         if (!map)
8437                 return NULL;
8438         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8439                 return map;
8440         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8441                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8442                 if (!bmap)
8443                         goto error;
8444                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8445                 map->p[i] = bmap;
8446         }
8447         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8448         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8449         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8450         if (!map)
8451                 return NULL;
8452         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8453                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8454                         continue;
8455                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8456                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8457                         map->p[j-1] = map->p[j];
8458                 map->n--;
8459         }
8460         return map;
8461 error:
8462         isl_map_free(map);
8463         return NULL;
8464
8465 }
8466
8467 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8468 {
8469         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8470 }
8471
8472 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8473 {
8474         int i;
8475         int equal;
8476
8477         if (!map1 || !map2)
8478                 return -1;
8479
8480         if (map1 == map2)
8481                 return 1;
8482         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8483                 return 0;
8484
8485         map1 = isl_map_copy(map1);
8486         map2 = isl_map_copy(map2);
8487         map1 = isl_map_normalize(map1);
8488         map2 = isl_map_normalize(map2);
8489         if (!map1 || !map2)
8490                 goto error;
8491         equal = map1->n == map2->n;
8492         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8493                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8494                 if (equal < 0)
8495                         goto error;
8496         }
8497         isl_map_free(map1);
8498         isl_map_free(map2);
8499         return equal;
8500 error:
8501         isl_map_free(map1);
8502         isl_map_free(map2);
8503         return -1;
8504 }
8505
8506 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8507 {
8508         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8509 }
8510
8511 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8512 {
8513         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8514                                                 (struct isl_map *)set2);
8515 }
8516
8517 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8518 {
8519         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8520 }
8521
8522 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8523  */
8524 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8525         isl_int min, isl_int max)
8526 {
8527         int k;
8528         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8529
8530         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8531         if (!bset)
8532                 goto error;
8533
8534         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8535         if (k < 0)
8536                 goto error;
8537         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8538         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8539
8540         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8541         if (k < 0)
8542                 goto error;
8543         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8544         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8545
8546         return bset;
8547 error:
8548         isl_basic_set_free(bset);
8549         return NULL;
8550 }
8551
8552 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8553  */
8554 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8555         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8556 {
8557         int i;
8558         unsigned dim;
8559         unsigned nparam;
8560         unsigned extra;
8561         unsigned n_eq;
8562         unsigned n_ineq;
8563         struct isl_basic_set *product = NULL;
8564
8565         if (!list)
8566                 goto error;
8567         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8568         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8569         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8570         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8571         extra = list->p[0]->n_div;
8572         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8573         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8574         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8575                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8576                 isl_assert(list->ctx,
8577                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8578                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8579                 extra += list->p[i]->n_div;
8580                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8581                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8582         }
8583         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8584                                         n_eq, n_ineq);
8585         if (!product)
8586                 goto error;
8587         dim = 0;
8588         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8589                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8590                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8591                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8592         }
8593         isl_basic_set_list_free(list);
8594         return product;
8595 error:
8596         isl_basic_set_free(product);
8597         isl_basic_set_list_free(list);
8598         return NULL;
8599 }
8600
8601 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8602                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8603 {
8604         isl_space *dim_result = NULL;
8605         struct isl_basic_map *bmap;
8606         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8607         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8608
8609         if (!bmap1 || !bmap2)
8610                 goto error;
8611
8612         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8613                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8614         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8615                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8616
8617         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8618         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8619         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8620         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8621         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8622
8623         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8624         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8625         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8626         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8627         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8628         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8629         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8630         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8631         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8632         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8633         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8634
8635         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8636                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8637                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8638                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8639         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8640         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8641         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8642         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8643 error:
8644         isl_basic_map_free(bmap1);
8645         isl_basic_map_free(bmap2);
8646         return NULL;
8647 }
8648
8649 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8650         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8651 {
8652         isl_basic_map *prod;
8653
8654         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8655         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8656         return prod;
8657 }
8658
8659 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8660         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8661 {
8662         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8663 }
8664
8665 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8666         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8667 {
8668         isl_space *space_result = NULL;
8669         isl_basic_map *bmap;
8670         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8671         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8672
8673         if (!bmap1 || !bmap2)
8674                 goto error;
8675
8676         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8677                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8678
8679         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8680         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8681         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8682         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8683
8684         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8685         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8686         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8687         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8688         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8689         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8690         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8691         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8692         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8693         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8694         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8695
8696         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8697                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8698                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8699                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8700         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8701         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8702         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8703         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8704 error:
8705         isl_basic_map_free(bmap1);
8706         isl_basic_map_free(bmap2);
8707         return NULL;
8708 }
8709
8710 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8711         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8712 {
8713         isl_space *dim_result = NULL;
8714         isl_basic_map *bmap;
8715         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8716         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8717
8718         if (!bmap1 || !bmap2)
8719                 goto error;
8720
8721         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8722                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8723                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8724                         "parameters don't match", goto error);
8725
8726         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8727                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8728
8729         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8730         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8731         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8732         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8733
8734         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8735         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8736         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8737         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8738         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8739         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8740         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8741         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8742         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8743         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8744         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8745
8746         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8747                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8748                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8749                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8750         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8751         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8752         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8753         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8754 error:
8755         isl_basic_map_free(bmap1);
8756         isl_basic_map_free(bmap2);
8757         return NULL;
8758 }
8759
8760 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8761         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8762 {
8763         isl_basic_map *prod;
8764
8765         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8766         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8767         return prod;
8768 }
8769
8770 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8771         __isl_take isl_map *map2,
8772         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8773                                            __isl_take isl_space *right),
8774         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8775                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8776 {
8777         unsigned flags = 0;
8778         struct isl_map *result;
8779         int i, j;
8780
8781         if (!map1 || !map2)
8782                 goto error;
8783
8784         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8785                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8786
8787         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8788             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8789                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8790
8791         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8792                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8793                                 map1->n * map2->n, flags);
8794         if (!result)
8795                 goto error;
8796         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8797                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8798                         struct isl_basic_map *part;
8799                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8800                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8801                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8802                                 isl_basic_map_free(part);
8803                         else
8804                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8805                         if (!result)
8806                                 goto error;
8807                 }
8808         isl_map_free(map1);
8809         isl_map_free(map2);
8810         return result;
8811 error:
8812         isl_map_free(map1);
8813         isl_map_free(map2);
8814         return NULL;
8815 }
8816
8817 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8818  */
8819 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8820         __isl_take isl_map *map2)
8821 {
8822         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8823 }
8824
8825 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8826         __isl_take isl_map *map2)
8827 {
8828         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8829 }
8830
8831 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8832  */
8833 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8834         __isl_take isl_map *map2)
8835 {
8836         isl_map *prod;
8837
8838         prod = isl_map_product(map1, map2);
8839         prod = isl_map_flatten(prod);
8840         return prod;
8841 }
8842
8843 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8844  */
8845 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8846 {
8847         return isl_map_range_product(set1, set2);
8848 }
8849
8850 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8851         __isl_take isl_set *set2)
8852 {
8853         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8854 }
8855
8856 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8857  */
8858 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8859         __isl_take isl_map *map2)
8860 {
8861         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8862                                 &isl_basic_map_domain_product);
8863 }
8864
8865 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8866  */
8867 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8868         __isl_take isl_map *map2)
8869 {
8870         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8871                                 &isl_basic_map_range_product);
8872 }
8873
8874 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8875         __isl_take isl_map *map2)
8876 {
8877         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8878                                                 &map_domain_product_aligned);
8879 }
8880
8881 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8882         __isl_take isl_map *map2)
8883 {
8884         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8885                                                 &map_range_product_aligned);
8886 }
8887
8888 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8889  */
8890 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8891         __isl_take isl_map *map2)
8892 {
8893         isl_map *prod;
8894
8895         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8896         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8897         return prod;
8898 }
8899
8900 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8901  */
8902 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8903         __isl_take isl_map *map2)
8904 {
8905         isl_map *prod;
8906
8907         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8908         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8909         return prod;
8910 }
8911
8912 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8913 {
8914         int i;
8915         uint32_t hash = isl_hash_init();
8916         unsigned total;
8917
8918         if (!bmap)
8919                 return 0;
8920         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8921         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8922         if (!bmap)
8923                 return 0;
8924         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8925         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8926         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8927                 uint32_t c_hash;
8928                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8929                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8930         }
8931         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8932         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8933                 uint32_t c_hash;
8934                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8935                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8936         }
8937         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8938         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8939                 uint32_t c_hash;
8940                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8941                         continue;
8942                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8943                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8944                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8945         }
8946         isl_basic_map_free(bmap);
8947         return hash;
8948 }
8949
8950 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8951 {
8952         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8953 }
8954
8955 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8956 {
8957         int i;
8958         uint32_t hash;
8959
8960         if (!map)
8961                 return 0;
8962         map = isl_map_copy(map);
8963         map = isl_map_normalize(map);
8964         if (!map)
8965                 return 0;
8966
8967         hash = isl_hash_init();
8968         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8969                 uint32_t bmap_hash;
8970                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8971                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8972         }
8973                 
8974         isl_map_free(map);
8975
8976         return hash;
8977 }
8978
8979 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8980 {
8981         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8982 }
8983
8984 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8985  * by the values of the other parameters and variables.
8986  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8987  */
8988 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8989 {
8990         int i;
8991         unsigned nparam;
8992
8993         if (!bset)
8994                 return -1;
8995         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8996         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8997                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8998                         return 1;
8999         return 0;
9000 }
9001
9002 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
9003  * by the values of the other parameters and variables.
9004  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
9005  * for each of the subsets.
9006  */
9007 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
9008 {
9009         int i;
9010
9011         if (!set)
9012                 return -1;
9013         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9014                 int unique;
9015                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
9016                 if (unique != 1)
9017                         return unique;
9018         }
9019         return 1;
9020 }
9021
9022 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
9023 {
9024         return set ? set->n : 0;
9025 }
9026
9027 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
9028         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
9029 {
9030         int i;
9031
9032         if (!map)
9033                 return -1;
9034
9035         for (i = 0; i < map->n; ++i)
9036                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
9037                         return -1;
9038
9039         return 0;
9040 }
9041
9042 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
9043         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
9044 {
9045         int i;
9046
9047         if (!set)
9048                 return -1;
9049
9050         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9051                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
9052                         return -1;
9053
9054         return 0;
9055 }
9056
9057 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
9058 {
9059         isl_space *dim;
9060
9061         if (!bset)
9062                 return NULL;
9063
9064         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9065         if (!bset)
9066                 return NULL;
9067
9068         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
9069         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
9070         if (!dim)
9071                 goto error;
9072         isl_space_free(bset->dim);
9073         bset->dim = dim;
9074         bset->extra -= bset->n_div;
9075         bset->n_div = 0;
9076
9077         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9078
9079         return bset;
9080 error:
9081         isl_basic_set_free(bset);
9082         return NULL;
9083 }
9084
9085 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
9086 {
9087         int i;
9088         isl_space *dim;
9089         unsigned n_div;
9090
9091         set = isl_set_align_divs(set);
9092
9093         if (!set)
9094                 return NULL;
9095
9096         set = isl_set_cow(set);
9097         if (!set)
9098                 return NULL;
9099
9100         n_div = set->p[0]->n_div;
9101         dim = isl_set_get_space(set);
9102         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
9103         if (!dim)
9104                 goto error;
9105         isl_space_free(set->dim);
9106         set->dim = dim;
9107
9108         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9109                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
9110                 if (!set->p[i])
9111                         goto error;
9112         }
9113
9114         return set;
9115 error:
9116         isl_set_free(set);
9117         return NULL;
9118 }
9119
9120 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
9121 {
9122         isl_space *dim;
9123         struct isl_basic_map *bmap;
9124         unsigned n_set;
9125         unsigned n_div;
9126         unsigned n_param;
9127         unsigned total;
9128         int i, k, l;
9129
9130         set = isl_set_align_divs(set);
9131
9132         if (!set)
9133                 return NULL;
9134
9135         dim = isl_set_get_space(set);
9136         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
9137                 isl_set_free(set);
9138                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
9139         }
9140
9141         n_div = set->p[0]->n_div;
9142         dim = isl_space_map_from_set(dim);
9143         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
9144         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
9145         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
9146         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
9147         for (i = 0; i < n_set; ++i)
9148                 bmap = var_equal(bmap, i);
9149
9150         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
9151         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
9152                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9153                 if (k < 0)
9154                         goto error;
9155                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
9156                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
9157                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
9158                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
9159                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
9160                             set->p[0]->div[i][0]);
9161
9162                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
9163                 if (l < 0)
9164                         goto error;
9165                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
9166                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
9167                             set->p[0]->div[i][0]);
9168                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
9169         }
9170
9171         isl_set_free(set);
9172         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
9173         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9174         return isl_map_from_basic_map(bmap);
9175 error:
9176         isl_set_free(set);
9177         isl_basic_map_free(bmap);
9178         return NULL;
9179 }
9180
9181 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9182 {
9183         unsigned dim;
9184         int size = 0;
9185
9186         if (!bset)
9187                 return -1;
9188
9189         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
9190         size += bset->n_eq * (1 + dim);
9191         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
9192         size += bset->n_div * (2 + dim);
9193
9194         return size;
9195 }
9196
9197 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
9198 {
9199         int i;
9200         int size = 0;
9201
9202         if (!set)
9203                 return -1;
9204
9205         for (i = 0; i < set->n; ++i)
9206                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
9207
9208         return size;
9209 }
9210
9211 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
9212  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
9213  */
9214 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9215         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
9216 {
9217         int i;
9218
9219         if (!bmap)
9220                 return -1;
9221
9222         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
9223
9224         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
9225
9226         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
9227                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
9228                         continue;
9229                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
9230                         return 1;
9231         }
9232
9233         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9234                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
9235                         return 1;
9236
9237         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
9238                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9239                 if (sgn > 0)
9240                         lower = 1;
9241                 if (sgn < 0)
9242                         upper = 1;
9243         }
9244
9245         return lower && upper;
9246 }
9247
9248 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9249         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9250 {
9251         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9252 }
9253
9254 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9255         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9256 {
9257         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9258 }
9259
9260 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9261         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9262 {
9263         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9264 }
9265
9266 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9267         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9268 {
9269         int i;
9270
9271         if (!map)
9272                 return -1;
9273
9274         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9275                 int bounded;
9276                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9277                 if (bounded < 0 || !bounded)
9278                         return bounded;
9279         }
9280
9281         return 1;
9282 }
9283
9284 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9285  * and a lower bound.
9286  */
9287 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9288         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9289 {
9290         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9291 }
9292
9293 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for any of its basic maps?
9294  */
9295 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9296         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9297         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9298                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9299 {
9300         int i;
9301
9302         if (!map)
9303                 return -1;
9304
9305         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9306                 int bounded;
9307                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9308                 if (bounded < 0 || bounded)
9309                         return bounded;
9310         }
9311
9312         return 0;
9313 }
9314
9315 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9316  */
9317 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9318         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9319 {
9320         return has_any_bound(set, type, pos,
9321                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9322 }
9323
9324 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9325  */
9326 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9327         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9328 {
9329         return has_any_bound(set, type, pos,
9330                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9331 }
9332
9333 /* Does "map" have a bound (according to "fn") for all of its basic maps?
9334  */
9335 static int has_bound(__isl_keep isl_map *map,
9336         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9337         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9338                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9339 {
9340         int i;
9341
9342         if (!map)
9343                 return -1;
9344
9345         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9346                 int bounded;
9347                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9348                 if (bounded < 0 || !bounded)
9349                         return bounded;
9350         }
9351
9352         return 1;
9353 }
9354
9355 /* Return 1 if the specified dim has a lower bound (in each of its basic sets).
9356  */
9357 int isl_set_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9358         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9359 {
9360         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9361 }
9362
9363 /* Return 1 if the specified dim has an upper bound (in each of its basic sets).
9364  */
9365 int isl_set_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9366         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9367 {
9368         return has_bound(set, type, pos, &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9369 }
9370
9371 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9372  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9373  * elements of the array "signs".
9374  * Sign
9375  *      1 means that the variable is non-negative
9376  *      -1 means that the variable is non-positive
9377  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9378  */
9379 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9380         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9381 {
9382         isl_vec *bound = NULL;
9383         struct isl_tab *tab = NULL;
9384         struct isl_tab_undo *snap;
9385         int i;
9386
9387         if (!bset || !signs)
9388                 return -1;
9389
9390         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9391         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9392         if (!bound || !tab)
9393                 goto error;
9394
9395         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9396         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9397
9398         snap = isl_tab_snap(tab);
9399         for (i = 0; i < n; ++i) {
9400                 int empty;
9401
9402                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9403                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9404                         goto error;
9405                 empty = tab->empty;
9406                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9407                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9408                         goto error;
9409
9410                 if (empty) {
9411                         signs[i] = 1;
9412                         continue;
9413                 }
9414
9415                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9416                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9417                         goto error;
9418                 empty = tab->empty;
9419                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9420                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9421                         goto error;
9422
9423                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9424         }
9425
9426         isl_tab_free(tab);
9427         isl_vec_free(bound);
9428         return 0;
9429 error:
9430         isl_tab_free(tab);
9431         isl_vec_free(bound);
9432         return -1;
9433 }
9434
9435 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9436         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9437 {
9438         if (!bset || !signs)
9439                 return -1;
9440         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9441                 return -1);
9442
9443         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9444         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9445 }
9446
9447 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9448  * In particular, for each output dimension, check that there is
9449  * an equality that defines the output dimension in terms of
9450  * earlier dimensions.
9451  */
9452 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9453 {
9454         int i, j;
9455         unsigned total;
9456         unsigned n_out;
9457         unsigned o_out;
9458
9459         if (!bmap)
9460                 return -1;
9461
9462         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9463         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9464         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9465
9466         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9467                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9468                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9469                                 continue;
9470                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9471                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9472                                 break;
9473                 }
9474                 if (j >= bmap->n_eq)
9475                         return 0;
9476         }
9477
9478         return 1;
9479 }
9480
9481 /* Check if the given basic map is single-valued.
9482  * We simply compute
9483  *
9484  *      M \circ M^-1
9485  *
9486  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9487  */
9488 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9489 {
9490         isl_space *space;
9491         isl_basic_map *test;
9492         isl_basic_map *id;
9493         int sv;
9494
9495         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9496         if (sv < 0 || sv)
9497                 return sv;
9498
9499         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9500         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9501
9502         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9503         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9504         id = isl_basic_map_identity(space);
9505
9506         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9507
9508         isl_basic_map_free(test);
9509         isl_basic_map_free(id);
9510
9511         return sv;
9512 }
9513
9514 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9515  */
9516 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9517 {
9518         if (!map)
9519                 return -1;
9520         if (map->n == 0)
9521                 return 1;
9522         if (map->n >= 2)
9523                 return 0;
9524
9525         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9526 }
9527
9528 /* Check if the given map is single-valued.
9529  * We simply compute
9530  *
9531  *      M \circ M^-1
9532  *
9533  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9534  */
9535 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9536 {
9537         isl_space *dim;
9538         isl_map *test;
9539         isl_map *id;
9540         int sv;
9541
9542         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9543         if (sv < 0 || sv)
9544                 return sv;
9545
9546         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9547         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9548
9549         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9550         id = isl_map_identity(dim);
9551
9552         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9553
9554         isl_map_free(test);
9555         isl_map_free(id);
9556
9557         return sv;
9558 }
9559
9560 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9561 {
9562         int in;
9563
9564         map = isl_map_copy(map);
9565         map = isl_map_reverse(map);
9566         in = isl_map_is_single_valued(map);
9567         isl_map_free(map);
9568
9569         return in;
9570 }
9571
9572 /* Check if the given map is obviously injective.
9573  */
9574 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9575 {
9576         int in;
9577
9578         map = isl_map_copy(map);
9579         map = isl_map_reverse(map);
9580         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9581         isl_map_free(map);
9582
9583         return in;
9584 }
9585
9586 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9587 {
9588         int sv;
9589
9590         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9591         if (sv < 0 || !sv)
9592                 return sv;
9593
9594         return isl_map_is_injective(map);
9595 }
9596
9597 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9598 {
9599         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9600 }
9601
9602 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9603 {
9604         int ok;
9605         isl_set *delta;
9606
9607         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9608         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9609         isl_set_free(delta);
9610
9611         return ok;
9612 }
9613
9614 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9615 {
9616         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9617                 return 0;
9618         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9619                 return 0;
9620         return 1;
9621 }
9622
9623 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9624 {
9625         int i, j;
9626         unsigned nvar;
9627         unsigned ovar;
9628
9629         if (!bset)
9630                 return -1;
9631
9632         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9633                 return 0;
9634
9635         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9636         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9637         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9638                 int lower = 0, upper = 0;
9639                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9640                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9641                                 continue;
9642                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9643                                 return 0;
9644                         break;
9645                 }
9646                 if (i < bset->n_eq)
9647                         continue;
9648                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9649                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9650                                 continue;
9651                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9652                                 return 0;
9653                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9654                                 lower = 1;
9655                         else
9656                                 upper = 1;
9657                 }
9658                 if (!lower || !upper)
9659                         return 0;
9660         }
9661
9662         return 1;
9663 }
9664
9665 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9666 {
9667         if (!set)
9668                 return -1;
9669         if (set->n != 1)
9670                 return 0;
9671
9672         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9673 }
9674
9675 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9676 {
9677         if (!bset)
9678                 return -1;
9679         
9680         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9681 }
9682
9683 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9684 {
9685         if (!set)
9686                 return -1;
9687         
9688         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9689 }
9690
9691 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9692 {
9693         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9694         if (!bmap)
9695                 return NULL;
9696
9697         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9698         if (!bmap->dim)
9699                 goto error;
9700
9701         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9702
9703         return (isl_basic_set *)bmap;
9704 error:
9705         isl_basic_map_free(bmap);
9706         return NULL;
9707 }
9708
9709 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9710 {
9711         int i;
9712
9713         map = isl_map_cow(map);
9714         if (!map)
9715                 return NULL;
9716
9717         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9718                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9719                 if (!map->p[i])
9720                         goto error;
9721         }
9722         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9723         if (!map->dim)
9724                 goto error;
9725
9726         return (isl_set *)map;
9727 error:
9728         isl_map_free(map);
9729         return NULL;
9730 }
9731
9732 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9733 {
9734         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9735         if (!bset)
9736                 return NULL;
9737
9738         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9739         if (!bset->dim)
9740                 goto error;
9741
9742         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9743
9744         return (isl_basic_map *)bset;
9745 error:
9746         isl_basic_set_free(bset);
9747         return NULL;
9748 }
9749
9750 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9751 {
9752         int i;
9753
9754         if (!set)
9755                 return NULL;
9756
9757         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9758                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9759                         goto error);
9760
9761         set = isl_set_cow(set);
9762         if (!set)
9763                 return NULL;
9764
9765         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9766                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9767                 if (!set->p[i])
9768                         goto error;
9769         }
9770
9771         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9772         if (!set->dim)
9773                 goto error;
9774
9775         return (isl_map *)set;
9776 error:
9777         isl_set_free(set);
9778         return NULL;
9779 }
9780
9781 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9782         enum isl_dim_type type)
9783 {
9784         if (!bmap)
9785                 return NULL;
9786
9787         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9788                 return bmap;
9789
9790         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9791         if (!bmap)
9792                 return NULL;
9793
9794         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9795         if (!bmap->dim)
9796                 goto error;
9797
9798         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9799
9800         return bmap;
9801 error:
9802         isl_basic_map_free(bmap);
9803         return NULL;
9804 }
9805
9806 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9807         enum isl_dim_type type)
9808 {
9809         int i;
9810
9811         if (!map)
9812                 return NULL;
9813
9814         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9815                 return map;
9816
9817         map = isl_map_cow(map);
9818         if (!map)
9819                 return NULL;
9820
9821         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9822                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9823                 if (!map->p[i])
9824                         goto error;
9825         }
9826         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9827         if (!map->dim)
9828                 goto error;
9829
9830         return map;
9831 error:
9832         isl_map_free(map);
9833         return NULL;
9834 }
9835
9836 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9837 {
9838         if (!bmap)
9839                 return NULL;
9840
9841         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9842                 return bmap;
9843
9844         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9845         if (!bmap)
9846                 return NULL;
9847
9848         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9849         if (!bmap->dim)
9850                 goto error;
9851
9852         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9853
9854         return bmap;
9855 error:
9856         isl_basic_map_free(bmap);
9857         return NULL;
9858 }
9859
9860 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9861 {
9862         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9863 }
9864
9865 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9866         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9867 {
9868         if (!bmap)
9869                 return NULL;
9870
9871         if (!bmap->dim->nested[0])
9872                 return bmap;
9873
9874         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9875         if (!bmap)
9876                 return NULL;
9877
9878         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9879         if (!bmap->dim)
9880                 goto error;
9881
9882         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9883
9884         return bmap;
9885 error:
9886         isl_basic_map_free(bmap);
9887         return NULL;
9888 }
9889
9890 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9891         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9892 {
9893         if (!bmap)
9894                 return NULL;
9895
9896         if (!bmap->dim->nested[1])
9897                 return bmap;
9898
9899         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9900         if (!bmap)
9901                 return NULL;
9902
9903         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9904         if (!bmap->dim)
9905                 goto error;
9906
9907         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9908
9909         return bmap;
9910 error:
9911         isl_basic_map_free(bmap);
9912         return NULL;
9913 }
9914
9915 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9916 {
9917         int i;
9918
9919         if (!map)
9920                 return NULL;
9921
9922         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9923                 return map;
9924
9925         map = isl_map_cow(map);
9926         if (!map)
9927                 return NULL;
9928
9929         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9930                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9931                 if (!map->p[i])
9932                         goto error;
9933         }
9934         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9935         if (!map->dim)
9936                 goto error;
9937
9938         return map;
9939 error:
9940         isl_map_free(map);
9941         return NULL;
9942 }
9943
9944 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9945 {
9946         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9947 }
9948
9949 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9950 {
9951         isl_space *dim, *flat_dim;
9952         isl_map *map;
9953
9954         dim = isl_set_get_space(set);
9955         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9956         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9957         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9958
9959         return map;
9960 }
9961
9962 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9963 {
9964         int i;
9965
9966         if (!map)
9967                 return NULL;
9968
9969         if (!map->dim->nested[0])
9970                 return map;
9971
9972         map = isl_map_cow(map);
9973         if (!map)
9974                 return NULL;
9975
9976         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9977                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9978                 if (!map->p[i])
9979                         goto error;
9980         }
9981         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9982         if (!map->dim)
9983                 goto error;
9984
9985         return map;
9986 error:
9987         isl_map_free(map);
9988         return NULL;
9989 }
9990
9991 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9992 {
9993         int i;
9994
9995         if (!map)
9996                 return NULL;
9997
9998         if (!map->dim->nested[1])
9999                 return map;
10000
10001         map = isl_map_cow(map);
10002         if (!map)
10003                 return NULL;
10004
10005         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10006                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
10007                 if (!map->p[i])
10008                         goto error;
10009         }
10010         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
10011         if (!map->dim)
10012                 goto error;
10013
10014         return map;
10015 error:
10016         isl_map_free(map);
10017         return NULL;
10018 }
10019
10020 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
10021  * and set the dimension specification to "dim".
10022  */
10023 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10024         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
10025 {
10026         isl_basic_map *res;
10027         unsigned flags;
10028
10029         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10030         if (!bmap || !dim || !dim_map)
10031                 goto error;
10032
10033         flags = bmap->flags;
10034         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
10035         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
10036         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
10037         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
10038                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
10039         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
10040         if (res)
10041                 res->flags = flags;
10042         res = isl_basic_map_finalize(res);
10043         return res;
10044 error:
10045         free(dim_map);
10046         isl_basic_map_free(bmap);
10047         isl_space_free(dim);
10048         return NULL;
10049 }
10050
10051 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
10052  */
10053 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
10054         __isl_take isl_reordering *r)
10055 {
10056         int i;
10057         struct isl_dim_map *dim_map;
10058
10059         map = isl_map_cow(map);
10060         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
10061         if (!map || !r || !dim_map)
10062                 goto error;
10063
10064         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10065                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
10066
10067                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
10068
10069                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
10070                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
10071
10072                 if (!map->p[i])
10073                         goto error;
10074         }
10075
10076         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
10077
10078         isl_reordering_free(r);
10079         free(dim_map);
10080         return map;
10081 error:
10082         free(dim_map);
10083         isl_map_free(map);
10084         isl_reordering_free(r);
10085         return NULL;
10086 }
10087
10088 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
10089         __isl_take isl_reordering *r)
10090 {
10091         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
10092 }
10093
10094 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
10095         __isl_take isl_space *model)
10096 {
10097         isl_ctx *ctx;
10098
10099         if (!map || !model)
10100                 goto error;
10101
10102         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10103         if (!isl_space_has_named_params(model))
10104                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10105                         "model has unnamed parameters", goto error);
10106         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
10107                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10108                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10109         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10110                 isl_reordering *exp;
10111
10112                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10113                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10114                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10115                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10116                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
10117                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
10118                 map = isl_map_realign(map, exp);
10119         }
10120
10121         isl_space_free(model);
10122         return map;
10123 error:
10124         isl_space_free(model);
10125         isl_map_free(map);
10126         return NULL;
10127 }
10128
10129 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
10130         __isl_take isl_space *model)
10131 {
10132         return isl_map_align_params(set, model);
10133 }
10134
10135 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
10136  * additional parameters if needed.
10137  */
10138 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
10139         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
10140 {
10141         isl_ctx *ctx;
10142
10143         if (!bmap || !model)
10144                 goto error;
10145
10146         ctx = isl_space_get_ctx(model);
10147         if (!isl_space_has_named_params(model))
10148                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10149                         "model has unnamed parameters", goto error);
10150         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
10151                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10152                         "relation has unnamed parameters", goto error);
10153         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
10154                 isl_reordering *exp;
10155                 struct isl_dim_map *dim_map;
10156
10157                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
10158                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
10159                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
10160                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
10161                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
10162                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
10163                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
10164                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
10165                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
10166                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
10167                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
10168                 isl_reordering_free(exp);
10169                 free(dim_map);
10170         }
10171
10172         isl_space_free(model);
10173         return bmap;
10174 error:
10175         isl_space_free(model);
10176         isl_basic_map_free(bmap);
10177         return NULL;
10178 }
10179
10180 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
10181  * additional parameters if needed.
10182  */
10183 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
10184         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
10185 {
10186         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
10187 }
10188
10189 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
10190                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10191                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10192                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10193 {
10194         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10195         struct isl_mat *mat;
10196         int i, j, k;
10197         int pos;
10198
10199         if (!bmap)
10200                 return NULL;
10201         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
10202                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10203         if (!mat)
10204                 return NULL;
10205         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
10206                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10207                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10208                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10209                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10210                                             bmap->eq[i][off + k]);
10211                                 ++pos;
10212                         }
10213                 }
10214
10215         return mat;
10216 }
10217
10218 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
10219                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
10220                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10221                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10222 {
10223         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10224         struct isl_mat *mat;
10225         int i, j, k;
10226         int pos;
10227
10228         if (!bmap)
10229                 return NULL;
10230         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
10231                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
10232         if (!mat)
10233                 return NULL;
10234         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
10235                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10236                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10237                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10238                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
10239                                             bmap->ineq[i][off + k]);
10240                                 ++pos;
10241                         }
10242                 }
10243
10244         return mat;
10245 }
10246
10247 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
10248         __isl_take isl_space *dim,
10249         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10250         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
10251         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
10252 {
10253         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
10254         isl_basic_map *bmap;
10255         unsigned total;
10256         unsigned extra;
10257         int i, j, k, l;
10258         int pos;
10259
10260         if (!dim || !eq || !ineq)
10261                 goto error;
10262
10263         if (eq->n_col != ineq->n_col)
10264                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10265                         "equalities and inequalities matrices should have "
10266                         "same number of columns", goto error);
10267
10268         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
10269
10270         if (eq->n_col < total)
10271                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
10272                         "number of columns too small", goto error);
10273
10274         extra = eq->n_col - total;
10275
10276         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
10277                                        eq->n_row, ineq->n_row);
10278         if (!bmap)
10279                 goto error;
10280         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10281                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10282                 if (k < 0)
10283                         goto error;
10284                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10285         }
10286         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10287                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10288                 if (l < 0)
10289                         goto error;
10290                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10291                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10292                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10293                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10294                                             eq->row[i][pos]);
10295                                 ++pos;
10296                         }
10297                 }
10298         }
10299         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10300                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10301                 if (l < 0)
10302                         goto error;
10303                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10304                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10305                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10306                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10307                                             ineq->row[i][pos]);
10308                                 ++pos;
10309                         }
10310                 }
10311         }
10312
10313         isl_space_free(dim);
10314         isl_mat_free(eq);
10315         isl_mat_free(ineq);
10316
10317         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
10318         return isl_basic_map_finalize(bmap);
10319 error:
10320         isl_space_free(dim);
10321         isl_mat_free(eq);
10322         isl_mat_free(ineq);
10323         return NULL;
10324 }
10325
10326 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10327         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10328         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10329 {
10330         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10331                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10332 }
10333
10334 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10335         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10336         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10337 {
10338         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10339                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10340 }
10341
10342 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10343         __isl_take isl_space *dim,
10344         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10345         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10346 {
10347         return (isl_basic_set*)
10348             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10349                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10350 }
10351
10352 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10353 {
10354         if (!bmap)
10355                 return -1;
10356         
10357         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10358 }
10359
10360 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10361 {
10362         if (!map)
10363                 return -1;
10364         
10365         return isl_space_can_zip(map->dim);
10366 }
10367
10368 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10369  * (A -> C) -> (B -> D).
10370  */
10371 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10372 {
10373         unsigned pos;
10374         unsigned n1;
10375         unsigned n2;
10376
10377         if (!bmap)
10378                 return NULL;
10379
10380         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10381                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10382                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10383         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10384                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10385         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10386         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10387         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10388         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10389         if (!bmap)
10390                 return NULL;
10391         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10392         if (!bmap->dim)
10393                 goto error;
10394         return bmap;
10395 error:
10396         isl_basic_map_free(bmap);
10397         return NULL;
10398 }
10399
10400 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10401  * (A -> C) -> (B -> D).
10402  */
10403 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10404 {
10405         int i;
10406
10407         if (!map)
10408                 return NULL;
10409
10410         if (!isl_map_can_zip(map))
10411                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10412                         goto error);
10413
10414         map = isl_map_cow(map);
10415         if (!map)
10416                 return NULL;
10417
10418         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10419                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10420                 if (!map->p[i])
10421                         goto error;
10422         }
10423
10424         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10425         if (!map->dim)
10426                 goto error;
10427
10428         return map;
10429 error:
10430         isl_map_free(map);
10431         return NULL;
10432 }
10433
10434 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10435  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10436  */
10437 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10438 {
10439         if (!bmap)
10440                 return -1;
10441
10442         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10443 }
10444
10445 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10446  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10447  */
10448 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10449 {
10450         if (!map)
10451                 return -1;
10452
10453         return isl_space_can_curry(map->dim);
10454 }
10455
10456 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10457  * A -> (B -> C).
10458  */
10459 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10460 {
10461
10462         if (!bmap)
10463                 return NULL;
10464
10465         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10466                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10467                         "basic map cannot be curried", goto error);
10468         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10469         if (!bmap)
10470                 return NULL;
10471         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10472         if (!bmap->dim)
10473                 goto error;
10474         return bmap;
10475 error:
10476         isl_basic_map_free(bmap);
10477         return NULL;
10478 }
10479
10480 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10481  * A -> (B -> C).
10482  */
10483 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10484 {
10485         int i;
10486
10487         if (!map)
10488                 return NULL;
10489
10490         if (!isl_map_can_curry(map))
10491                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10492                         goto error);
10493
10494         map = isl_map_cow(map);
10495         if (!map)
10496                 return NULL;
10497
10498         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10499                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10500                 if (!map->p[i])
10501                         goto error;
10502         }
10503
10504         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10505         if (!map->dim)
10506                 goto error;
10507
10508         return map;
10509 error:
10510         isl_map_free(map);
10511         return NULL;
10512 }
10513
10514 /* Can we apply isl_basic_map_uncurry to "bmap"?
10515  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10516  */
10517 int isl_basic_map_can_uncurry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10518 {
10519         if (!bmap)
10520                 return -1;
10521
10522         return isl_space_can_uncurry(bmap->dim);
10523 }
10524
10525 /* Can we apply isl_map_uncurry to "map"?
10526  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10527  */
10528 int isl_map_can_uncurry(__isl_keep isl_map *map)
10529 {
10530         if (!map)
10531                 return -1;
10532
10533         return isl_space_can_uncurry(map->dim);
10534 }
10535
10536 /* Given a basic map A -> (B -> C), return the corresponding basic map
10537  * (A -> B) -> C.
10538  */
10539 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_uncurry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10540 {
10541
10542         if (!bmap)
10543                 return NULL;
10544
10545         if (!isl_basic_map_can_uncurry(bmap))
10546                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10547                         "basic map cannot be uncurried",
10548                         return isl_basic_map_free(bmap));
10549         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10550         if (!bmap)
10551                 return NULL;
10552         bmap->dim = isl_space_uncurry(bmap->dim);
10553         if (!bmap->dim)
10554                 return isl_basic_map_free(bmap);
10555         return bmap;
10556 }
10557
10558 /* Given a map A -> (B -> C), return the corresponding map
10559  * (A -> B) -> C.
10560  */
10561 __isl_give isl_map *isl_map_uncurry(__isl_take isl_map *map)
10562 {
10563         int i;
10564
10565         if (!map)
10566                 return NULL;
10567
10568         if (!isl_map_can_uncurry(map))
10569                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be uncurried",
10570                         return isl_map_free(map));
10571
10572         map = isl_map_cow(map);
10573         if (!map)
10574                 return NULL;
10575
10576         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10577                 map->p[i] = isl_basic_map_uncurry(map->p[i]);
10578                 if (!map->p[i])
10579                         return isl_map_free(map);
10580         }
10581
10582         map->dim = isl_space_uncurry(map->dim);
10583         if (!map->dim)
10584                 return isl_map_free(map);
10585
10586         return map;
10587 }
10588
10589 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10590  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10591  */
10592 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10593 {
10594         int k;
10595         int pos;
10596         isl_local_space *ls;
10597         isl_basic_map *bmap;
10598
10599         if (!aff)
10600                 return NULL;
10601
10602         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10603         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10604         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10605         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10606         if (k < 0)
10607                 goto error;
10608
10609         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10610         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10611         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10612         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10613                     aff->v->size - (pos + 1));
10614
10615         isl_aff_free(aff);
10616         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10617         return bmap;
10618 error:
10619         isl_aff_free(aff);
10620         isl_basic_map_free(bmap);
10621         return NULL;
10622 }
10623
10624 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10625  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10626  */
10627 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10628 {
10629         isl_basic_map *bmap;
10630
10631         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10632         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10633 }
10634
10635 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10636  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10637  * corresponding affine expression.
10638  */
10639 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10640         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10641 {
10642         int i;
10643         isl_space *space;
10644         isl_basic_map *bmap;
10645
10646         if (!maff)
10647                 return NULL;
10648
10649         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10650                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10651                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10652
10653         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10654         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10655
10656         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10657                 isl_aff *aff;
10658                 isl_basic_map *bmap_i;
10659
10660                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10661                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10662
10663                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10664         }
10665
10666         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10667
10668         isl_multi_aff_free(maff);
10669         return bmap;
10670 }
10671
10672 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10673  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10674  * corresponding affine expression.
10675  */
10676 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10677 {
10678         isl_basic_map *bmap;
10679
10680         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10681         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10682 }
10683
10684 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10685  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10686  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10687  * corresponding affine expression.
10688  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10689  * domain_dim.
10690  */
10691 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10692         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10693 {
10694         int i;
10695         isl_space *dim;
10696         isl_basic_map *bmap;
10697
10698         if (!list)
10699                 return NULL;
10700
10701         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10702         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10703
10704         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10705                 isl_aff *aff;
10706                 isl_basic_map *bmap_i;
10707
10708                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10709                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10710
10711                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10712         }
10713
10714         isl_aff_list_free(list);
10715         return bmap;
10716 }
10717
10718 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10719         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10720 {
10721         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10722 }
10723
10724 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10725  */
10726 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10727         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10728 {
10729         isl_basic_map *bmap = NULL;
10730         int i;
10731
10732         if (!space)
10733                 return NULL;
10734
10735         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10736                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10737                         "index out of bounds", goto error);
10738         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10739                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10740                         "index out of bounds", goto error);
10741
10742         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10743                 return isl_basic_map_universe(space);
10744
10745         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10746         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10747         if (i < 0)
10748                 goto error;
10749         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10750         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10751         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10752         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10753         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10754         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10755         isl_space_free(space);
10756         return bmap;
10757 error:
10758         isl_space_free(space);
10759         isl_basic_map_free(bmap);
10760         return NULL;
10761 }
10762
10763 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10764  */
10765 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10766         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10767 {
10768         isl_basic_map *eq;
10769
10770         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10771
10772         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10773
10774         return bmap;
10775 }
10776
10777 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10778  */
10779 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10780         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10781 {
10782         isl_basic_map *bmap;
10783
10784         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10785
10786         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10787
10788         return map;
10789 }
10790
10791 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10792  */
10793 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10794         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10795 {
10796         isl_basic_map *bmap = NULL;
10797         int i;
10798
10799         if (!map)
10800                 return NULL;
10801
10802         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10803                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10804                         "index out of bounds", goto error);
10805         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10806                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10807                         "index out of bounds", goto error);
10808
10809         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10810         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10811         if (i < 0)
10812                 goto error;
10813         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10814         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10815         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10816         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10817         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10818         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10819
10820         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10821
10822         return map;
10823 error:
10824         isl_basic_map_free(bmap);
10825         isl_map_free(map);
10826         return NULL;
10827 }
10828
10829 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10830  * greater than or equal to that of the second.
10831  */
10832 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10833         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10834 {
10835         isl_constraint *c;
10836         isl_local_space *ls;
10837
10838         if (!bmap)
10839                 return NULL;
10840
10841         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10842                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10843                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10844         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10845                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10846                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10847
10848         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10849                 return bmap;
10850
10851         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10852         c = isl_inequality_alloc(ls);
10853         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10854         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10855         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10856
10857         return bmap;
10858 }
10859
10860 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10861  * greater than that of the second.
10862  */
10863 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10864         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10865 {
10866         isl_basic_map *bmap = NULL;
10867         int i;
10868
10869         if (!map)
10870                 return NULL;
10871
10872         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10873                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10874                         "index out of bounds", goto error);
10875         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10876                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10877                         "index out of bounds", goto error);
10878
10879         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10880                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10881                 isl_map_free(map);
10882                 return isl_map_empty(space);
10883         }
10884
10885         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10886         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10887         if (i < 0)
10888                 goto error;
10889         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10890         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10891         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10892         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10893         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10894         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10895         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10896
10897         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10898
10899         return map;
10900 error:
10901         isl_basic_map_free(bmap);
10902         isl_map_free(map);
10903         return NULL;
10904 }
10905
10906 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10907  * smaller than that of the second.
10908  */
10909 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10910         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10911 {
10912         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10913 }
10914
10915 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10916         int pos)
10917 {
10918         isl_aff *div;
10919         isl_local_space *ls;
10920
10921         if (!bmap)
10922                 return NULL;
10923
10924         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10925                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10926                         "some divs are unknown", return NULL);
10927
10928         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10929         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10930         isl_local_space_free(ls);
10931
10932         return div;
10933 }
10934
10935 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10936         int pos)
10937 {
10938         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10939 }
10940
10941 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10942  *
10943  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10944  *
10945  *      f/d
10946  *
10947  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10948  *
10949  *      floor((a i + g)/m)
10950  *
10951  * is replaced by
10952  *
10953  *      floor((a f + d g)/(m d))
10954  *
10955  * Constraints of the form
10956  *
10957  *      a i + g
10958  *
10959  * are replaced by
10960  *
10961  *      a f + d g
10962  *
10963  * We currently require that "subs" is an integral expression.
10964  * Handling rational expressions may require us to add stride constraints
10965  * as we do in isl_basic_set_preimage_multi_aff.
10966  */
10967 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10968         __isl_take isl_basic_set *bset,
10969         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10970 {
10971         int i;
10972         isl_int v;
10973         isl_ctx *ctx;
10974
10975         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10976                 return bset;
10977
10978         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10979         if (!bset || !subs)
10980                 goto error;
10981
10982         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10983         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10984                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10985                         "spaces don't match", goto error);
10986         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10987                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10988                         "cannot handle divs yet", goto error);
10989         if (!isl_int_is_one(subs->v->el[0]))
10990                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10991                         "can only substitute integer expressions", goto error);
10992
10993         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10994
10995         isl_int_init(v);
10996
10997         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10998                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10999                         continue;
11000                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
11001                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
11002                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
11003                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11004         }
11005
11006         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11007                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
11008                         continue;
11009                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
11010                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
11011                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
11012                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11013         }
11014
11015         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11016                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
11017                         continue;
11018                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
11019                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
11020                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
11021                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
11022                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
11023                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
11024         }
11025
11026         isl_int_clear(v);
11027
11028         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
11029         return isl_basic_set_finalize(bset);
11030 error:
11031         isl_basic_set_free(bset);
11032         return NULL;
11033 }
11034
11035 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
11036  */
11037 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
11038         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
11039 {
11040         int i;
11041
11042         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
11043                 return set;
11044
11045         set = isl_set_cow(set);
11046         if (!set || !subs)
11047                 goto error;
11048
11049         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
11050                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
11051                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
11052                         goto error;
11053         }
11054
11055         return set;
11056 error:
11057         isl_set_free(set);
11058         return NULL;
11059 }
11060
11061 /* Check if the range of "ma" is compatible with "space".
11062  * Return -1 if anything is wrong.
11063  */
11064 static int check_space_compatible_range_multi_aff(
11065         __isl_keep isl_space *space, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11066 {
11067         int m;
11068         isl_space *ma_space;
11069
11070         ma_space = isl_multi_aff_get_space(ma);
11071         m = isl_space_is_range_internal(space, ma_space);
11072         isl_space_free(ma_space);
11073         if (m >= 0 && !m)
11074                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
11075                         "spaces don't match", return -1);
11076         return m;
11077 }
11078
11079 /* Check if the range of "ma" is compatible with "bset".
11080  * Return -1 if anything is wrong.
11081  */
11082 static int check_basic_set_compatible_range_multi_aff(
11083         __isl_keep isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11084 {
11085         return check_space_compatible_range_multi_aff(bset->dim, ma);
11086 }
11087
11088 /* Copy the divs from "ma" to "bset", adding zeros for the coefficients
11089  * of the other divs in "bset".
11090  */
11091 static int set_ma_divs(__isl_keep isl_basic_set *bset,
11092         __isl_keep isl_multi_aff *ma, int n_div)
11093 {
11094         int i;
11095         isl_local_space *ls;
11096
11097         if (n_div == 0)
11098                 return 0;
11099
11100         ls = isl_aff_get_domain_local_space(ma->p[0]);
11101         if (!ls)
11102                 return -1;
11103
11104         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
11105                 isl_seq_cpy(bset->div[i], ls->div->row[i], ls->div->n_col);
11106                 isl_seq_clr(bset->div[i] + ls->div->n_col, bset->n_div - n_div);
11107                 if (isl_basic_set_add_div_constraints(bset, i) < 0)
11108                         goto error;
11109         }
11110
11111         isl_local_space_free(ls);
11112         return 0;
11113 error:
11114         isl_local_space_free(ls);
11115         return -1;
11116 }
11117
11118 /* How many stride constraints does "ma" enforce?
11119  * That is, how many of the affine expressions have a denominator
11120  * different from one?
11121  */
11122 static int multi_aff_strides(__isl_keep isl_multi_aff *ma)
11123 {
11124         int i;
11125         int strides = 0;
11126
11127         for (i = 0; i < ma->n; ++i)
11128                 if (!isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11129                         strides++;
11130
11131         return strides;
11132 }
11133
11134 /* For each affine expression in ma of the form
11135  *
11136  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11137  *
11138  * with m_i different from one, add a constraint to "bset"
11139  * of the form
11140  *
11141  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11142  *
11143  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11144  */
11145 static __isl_give isl_basic_set *add_ma_strides(
11146         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11147 {
11148         int i, k;
11149         int div;
11150         int total;
11151
11152         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
11153         for (i = 0; i < ma->n; ++i) {
11154                 int len;
11155
11156                 if (isl_int_is_one(ma->p[i]->v->el[0]))
11157                         continue;
11158                 div = isl_basic_set_alloc_div(bset);
11159                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
11160                 if (div < 0 || k < 0)
11161                         goto error;
11162                 isl_int_set_si(bset->div[div][0], 0);
11163                 len = ma->p[i]->v->size;
11164                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], ma->p[i]->v->el + 1, len - 1);
11165                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + len - 1, 1 + total - (len - 1));
11166                 isl_int_neg(bset->eq[k][1 + total], ma->p[i]->v->el[0]);
11167                 total++;
11168         }
11169
11170         return bset;
11171 error:
11172         isl_basic_set_free(bset);
11173         return NULL;
11174 }
11175
11176 /* Compute the preimage of "bset" under the function represented by "ma".
11177  * In other words, plug in "ma" in "bset".  The result is a basic set
11178  * that lives in the domain space of "ma".
11179  *
11180  * If bset is represented by
11181  *
11182  *      A(p) + B x + C(divs) >= 0
11183  *
11184  * and ma is represented by
11185  *
11186  *      x = D(p) + F(y) + G(divs')
11187  *
11188  * then the result is
11189  *
11190  *      A(p) + B D(p) + B F(y) + B G(divs') + C(divs) >= 0
11191  *
11192  * The divs in the input set are similarly adjusted.
11193  * In particular
11194  *
11195  *      floor((a_i(p) + b_i x + c_i(divs))/n_i)
11196  *
11197  * becomes
11198  *
11199  *      floor((a_i(p) + b_i D(p) + b_i F(y) + B_i G(divs') + c_i(divs))/n_i)
11200  *
11201  * If bset is not a rational set and if F(y) involves any denominators
11202  *
11203  *      x_i = (f_i y + h_i)/m_i
11204  *
11205  * the additional constraints are added to ensure that we only
11206  * map back integer points.  That is we enforce
11207  *
11208  *      f_i y + h_i = m_i alpha_i
11209  *
11210  * with alpha_i an additional existentially quantified variable.
11211  *
11212  * We first copy over the divs from "ma".
11213  * Then we add the modified constraints and divs from "bset".
11214  * Finally, we add the stride constraints, if needed.
11215  */
11216 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_preimage_multi_aff(
11217         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_multi_aff *ma)
11218 {
11219         int i, k;
11220         isl_space *space;
11221         isl_basic_set *res = NULL;
11222         int n_div_bset, n_div_ma;
11223         isl_int f, c1, c2, g;
11224         int rational, strides;
11225
11226         isl_int_init(f);
11227         isl_int_init(c1);
11228         isl_int_init(c2);
11229         isl_int_init(g);
11230
11231         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11232         if (!bset || !ma)
11233                 goto error;
11234         if (check_basic_set_compatible_range_multi_aff(bset, ma) < 0)
11235                 goto error;
11236
11237         n_div_bset = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
11238         n_div_ma = ma->n ? isl_aff_dim(ma->p[0], isl_dim_div) : 0;
11239
11240         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(ma));
11241         rational = isl_basic_set_is_rational(bset);
11242         strides = rational ? 0 : multi_aff_strides(ma);
11243         res = isl_basic_set_alloc_space(space, n_div_ma + n_div_bset + strides,
11244                             bset->n_eq + strides, bset->n_ineq + 2 * n_div_ma);
11245         if (rational)
11246                 res = isl_basic_set_set_rational(res);
11247
11248         for (i = 0; i < n_div_ma + n_div_bset; ++i)
11249                 if (isl_basic_set_alloc_div(res) < 0)
11250                         goto error;
11251
11252         if (set_ma_divs(res, ma, n_div_ma) < 0)
11253                 goto error;
11254
11255         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
11256                 k = isl_basic_set_alloc_equality(res);
11257                 if (k < 0)
11258                         goto error;
11259                 isl_seq_preimage(res->eq[k], bset->eq[i], ma, n_div_ma,
11260                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11261         }
11262
11263         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
11264                 k = isl_basic_set_alloc_inequality(res);
11265                 if (k < 0)
11266                         goto error;
11267                 isl_seq_preimage(res->ineq[k], bset->ineq[i], ma, n_div_ma,
11268                                         n_div_bset, f, c1, c2, g, 0);
11269         }
11270
11271         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
11272                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][0])) {
11273                         isl_int_set_si(res->div[n_div_ma + i][0], 0);
11274                         continue;
11275                 }
11276                 isl_seq_preimage(res->div[n_div_ma + i], bset->div[i],
11277                                     ma, n_div_ma, n_div_bset, f, c1, c2, g, 1);
11278         }
11279
11280         if (strides)
11281                 res = add_ma_strides(res, ma);
11282
11283         isl_int_clear(f);
11284         isl_int_clear(c1);
11285         isl_int_clear(c2);
11286         isl_int_clear(g);
11287         isl_basic_set_free(bset);
11288         isl_multi_aff_free(ma);
11289         res = isl_basic_set_simplify(res);
11290         return isl_basic_set_finalize(res);
11291 error:
11292         isl_int_clear(f);
11293         isl_int_clear(c1);
11294         isl_int_clear(c2);
11295         isl_int_clear(g);
11296         isl_basic_set_free(bset);
11297         isl_multi_aff_free(ma);
11298         isl_basic_set_free(res);
11299         return NULL;
11300 }
11301
11302 /* Check if the range of "ma" is compatible with "set".
11303  * Return -1 if anything is wrong.
11304  */
11305 static int check_set_compatible_range_multi_aff(
11306         __isl_keep isl_set *set, __isl_keep isl_multi_aff *ma)
11307 {
11308         return check_space_compatible_range_multi_aff(set->dim, ma);
11309 }
11310
11311 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "ma".
11312  * In other words, plug in "ma" in "set.  The result is a set
11313  * that lives in the domain space of "ma".
11314  */
11315 static __isl_give isl_set *set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11316         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11317 {
11318         int i;
11319
11320         set = isl_set_cow(set);
11321         ma = isl_multi_aff_align_divs(ma);
11322         if (!set || !ma)
11323                 goto error;
11324         if (check_set_compatible_range_multi_aff(set, ma) < 0)
11325                 goto error;
11326
11327         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
11328                 set->p[i] = isl_basic_set_preimage_multi_aff(set->p[i],
11329                                                         isl_multi_aff_copy(ma));
11330                 if (!set->p[i])
11331                         goto error;
11332         }
11333
11334         isl_space_free(set->dim);
11335         set->dim = isl_multi_aff_get_domain_space(ma);
11336         if (!set->dim)
11337                 goto error;
11338
11339         isl_multi_aff_free(ma);
11340         if (set->n > 1)
11341                 ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
11342         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
11343         return set;
11344 error:
11345         isl_multi_aff_free(ma);
11346         isl_set_free(set);
11347         return NULL;
11348 }
11349
11350 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11351         __isl_take isl_multi_aff *ma)
11352 {
11353         if (!set || !ma)
11354                 goto error;
11355
11356         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, ma->space, isl_dim_param))
11357                 return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11358
11359         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11360             !isl_space_has_named_params(ma->space))
11361                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11362                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11363         set = isl_set_align_params(set, isl_multi_aff_get_space(ma));
11364         ma = isl_multi_aff_align_params(ma, isl_set_get_space(set));
11365
11366         return set_preimage_multi_aff(set, ma);
11367 error:
11368         isl_multi_aff_free(ma);
11369         return isl_set_free(set);
11370 }
11371
11372 /* Compute the preimage of "set" under the function represented by "pma".
11373  * In other words, plug in "pma" in "set.  The result is a set
11374  * that lives in the domain space of "pma".
11375  */
11376 static __isl_give isl_set *set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11377         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11378 {
11379         int i;
11380         isl_set *res;
11381
11382         if (!pma)
11383                 goto error;
11384
11385         if (pma->n == 0) {
11386                 isl_pw_multi_aff_free(pma);
11387                 res = isl_set_empty(isl_set_get_space(set));
11388                 isl_set_free(set);
11389                 return res;
11390         }
11391
11392         res = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11393                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[0].maff));
11394         res = isl_set_intersect(res, isl_set_copy(pma->p[0].set));
11395
11396         for (i = 1; i < pma->n; ++i) {
11397                 isl_set *res_i;
11398
11399                 res_i = isl_set_preimage_multi_aff(isl_set_copy(set),
11400                                         isl_multi_aff_copy(pma->p[i].maff));
11401                 res_i = isl_set_intersect(res_i, isl_set_copy(pma->p[i].set));
11402                 res = isl_set_union(res, res_i);
11403         }
11404
11405         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11406         isl_set_free(set);
11407         return res;
11408 error:
11409         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11410         isl_set_free(set);
11411         return NULL;
11412 }
11413
11414 __isl_give isl_set *isl_set_preimage_pw_multi_aff(__isl_take isl_set *set,
11415         __isl_take isl_pw_multi_aff *pma)
11416 {
11417         if (!set || !pma)
11418                 goto error;
11419
11420         if (isl_space_match(set->dim, isl_dim_param, pma->dim, isl_dim_param))
11421                 return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11422
11423         if (!isl_space_has_named_params(set->dim) ||
11424             !isl_space_has_named_params(pma->dim))
11425                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
11426                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
11427         set = isl_set_align_params(set, isl_pw_multi_aff_get_space(pma));
11428         pma = isl_pw_multi_aff_align_params(pma, isl_set_get_space(set));
11429
11430         return set_preimage_pw_multi_aff(set, pma);
11431 error:
11432         isl_pw_multi_aff_free(pma);
11433         return isl_set_free(set);
11434 }