6dd07b5843289c4ea4687d3e75e7cfaf1b349b68
[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 /* Is this basic set a parameter domain?
694  */
695 int isl_basic_set_is_params(__isl_keep isl_basic_set *bset)
696 {
697         if (!bset)
698                 return -1;
699         return isl_space_is_params(bset->dim);
700 }
701
702 /* Is this set a parameter domain?
703  */
704 int isl_set_is_params(__isl_keep isl_set *set)
705 {
706         if (!set)
707                 return -1;
708         return isl_space_is_params(set->dim);
709 }
710
711 /* Is this map actually a parameter domain?
712  * Users should never call this function.  Outside of isl,
713  * a map can never be a parameter domain.
714  */
715 int isl_map_is_params(__isl_keep isl_map *map)
716 {
717         if (!map)
718                 return -1;
719         return isl_space_is_params(map->dim);
720 }
721
722 static struct isl_basic_map *basic_map_init(struct isl_ctx *ctx,
723                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned extra,
724                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
725 {
726         int i;
727         size_t row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + extra;
728
729         bmap->ctx = ctx;
730         isl_ctx_ref(ctx);
731
732         bmap->block = isl_blk_alloc(ctx, (n_ineq + n_eq) * row_size);
733         if (isl_blk_is_error(bmap->block))
734                 goto error;
735
736         bmap->ineq = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, n_ineq + n_eq);
737         if (!bmap->ineq)
738                 goto error;
739
740         if (extra == 0) {
741                 bmap->block2 = isl_blk_empty();
742                 bmap->div = NULL;
743         } else {
744                 bmap->block2 = isl_blk_alloc(ctx, extra * (1 + row_size));
745                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
746                         goto error;
747
748                 bmap->div = isl_alloc_array(ctx, isl_int *, extra);
749                 if (!bmap->div)
750                         goto error;
751         }
752
753         for (i = 0; i < n_ineq + n_eq; ++i)
754                 bmap->ineq[i] = bmap->block.data + i * row_size;
755
756         for (i = 0; i < extra; ++i)
757                 bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + row_size);
758
759         bmap->ref = 1;
760         bmap->flags = 0;
761         bmap->c_size = n_eq + n_ineq;
762         bmap->eq = bmap->ineq + n_ineq;
763         bmap->extra = extra;
764         bmap->n_eq = 0;
765         bmap->n_ineq = 0;
766         bmap->n_div = 0;
767         bmap->sample = NULL;
768
769         return bmap;
770 error:
771         isl_basic_map_free(bmap);
772         return NULL;
773 }
774
775 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
776                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
777                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
778 {
779         struct isl_basic_map *bmap;
780         isl_space *space;
781
782         space = isl_space_set_alloc(ctx, nparam, dim);
783         if (!space)
784                 return NULL;
785
786         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space, extra, n_eq, n_ineq);
787         return (struct isl_basic_set *)bmap;
788 }
789
790 struct isl_basic_set *isl_basic_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
791                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
792 {
793         struct isl_basic_map *bmap;
794         if (!dim)
795                 return NULL;
796         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
797         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
798         return (struct isl_basic_set *)bmap;
799 error:
800         isl_space_free(dim);
801         return NULL;
802 }
803
804 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim,
805                 unsigned extra, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
806 {
807         struct isl_basic_map *bmap;
808
809         if (!dim)
810                 return NULL;
811         bmap = isl_calloc_type(dim->ctx, struct isl_basic_map);
812         if (!bmap)
813                 goto error;
814         bmap->dim = dim;
815
816         return basic_map_init(dim->ctx, bmap, extra, n_eq, n_ineq);
817 error:
818         isl_space_free(dim);
819         return NULL;
820 }
821
822 struct isl_basic_map *isl_basic_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
823                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, unsigned extra,
824                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
825 {
826         struct isl_basic_map *bmap;
827         isl_space *dim;
828
829         dim = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
830         if (!dim)
831                 return NULL;
832
833         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
834         return bmap;
835 }
836
837 static void dup_constraints(
838                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
839 {
840         int i;
841         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(src);
842
843         for (i = 0; i < src->n_eq; ++i) {
844                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(dst);
845                 isl_seq_cpy(dst->eq[j], src->eq[i], 1+total);
846         }
847
848         for (i = 0; i < src->n_ineq; ++i) {
849                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(dst);
850                 isl_seq_cpy(dst->ineq[j], src->ineq[i], 1+total);
851         }
852
853         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
854                 int j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
855                 isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total);
856         }
857         ISL_F_SET(dst, ISL_BASIC_SET_FINAL);
858 }
859
860 struct isl_basic_map *isl_basic_map_dup(struct isl_basic_map *bmap)
861 {
862         struct isl_basic_map *dup;
863
864         if (!bmap)
865                 return NULL;
866         dup = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
867                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
868         if (!dup)
869                 return NULL;
870         dup_constraints(dup, bmap);
871         dup->flags = bmap->flags;
872         dup->sample = isl_vec_copy(bmap->sample);
873         return dup;
874 }
875
876 struct isl_basic_set *isl_basic_set_dup(struct isl_basic_set *bset)
877 {
878         struct isl_basic_map *dup;
879
880         dup = isl_basic_map_dup((struct isl_basic_map *)bset);
881         return (struct isl_basic_set *)dup;
882 }
883
884 struct isl_basic_set *isl_basic_set_copy(struct isl_basic_set *bset)
885 {
886         if (!bset)
887                 return NULL;
888
889         if (ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
890                 bset->ref++;
891                 return bset;
892         }
893         return isl_basic_set_dup(bset);
894 }
895
896 struct isl_set *isl_set_copy(struct isl_set *set)
897 {
898         if (!set)
899                 return NULL;
900
901         set->ref++;
902         return set;
903 }
904
905 struct isl_basic_map *isl_basic_map_copy(struct isl_basic_map *bmap)
906 {
907         if (!bmap)
908                 return NULL;
909
910         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL)) {
911                 bmap->ref++;
912                 return bmap;
913         }
914         bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
915         if (bmap)
916                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
917         return bmap;
918 }
919
920 struct isl_map *isl_map_copy(struct isl_map *map)
921 {
922         if (!map)
923                 return NULL;
924
925         map->ref++;
926         return map;
927 }
928
929 void isl_basic_map_free(struct isl_basic_map *bmap)
930 {
931         if (!bmap)
932                 return;
933
934         if (--bmap->ref > 0)
935                 return;
936
937         isl_ctx_deref(bmap->ctx);
938         free(bmap->div);
939         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block2);
940         free(bmap->ineq);
941         isl_blk_free(bmap->ctx, bmap->block);
942         isl_vec_free(bmap->sample);
943         isl_space_free(bmap->dim);
944         free(bmap);
945 }
946
947 void isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
948 {
949         isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
950 }
951
952 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
953 {
954         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
955 }
956
957 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
958         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
959         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
960                                     __isl_take isl_map *map2))
961 {
962         if (!map1 || !map2)
963                 goto error;
964         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
965                 return fn(map1, map2);
966         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
967             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
968                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
969                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
970         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
971         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
972         return fn(map1, map2);
973 error:
974         isl_map_free(map1);
975         isl_map_free(map2);
976         return NULL;
977 }
978
979 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
980         __isl_keep isl_map *map2,
981         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
982 {
983         int r;
984
985         if (!map1 || !map2)
986                 return -1;
987         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
988                 return fn(map1, map2);
989         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
990             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
991                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
992                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
993         map1 = isl_map_copy(map1);
994         map2 = isl_map_copy(map2);
995         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
996         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
997         r = fn(map1, map2);
998         isl_map_free(map1);
999         isl_map_free(map2);
1000         return r;
1001 }
1002
1003 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1004 {
1005         struct isl_ctx *ctx;
1006         if (!bmap)
1007                 return -1;
1008         ctx = bmap->ctx;
1009         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1010         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1011                         return -1);
1012         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1013         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1014         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1015         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1016         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1017         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1018                 isl_int *t;
1019                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1020                 if (j < 0)
1021                         return -1;
1022                 t = bmap->ineq[j];
1023                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1024                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1025                 bmap->eq[-1] = t;
1026                 bmap->n_eq++;
1027                 bmap->n_ineq--;
1028                 bmap->eq--;
1029                 return 0;
1030         }
1031         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1032                       bmap->extra - bmap->n_div);
1033         return bmap->n_eq++;
1034 }
1035
1036 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1037 {
1038         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1039 }
1040
1041 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1042 {
1043         if (!bmap)
1044                 return -1;
1045         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1046         bmap->n_eq -= n;
1047         return 0;
1048 }
1049
1050 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1051 {
1052         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1053 }
1054
1055 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1056 {
1057         isl_int *t;
1058         if (!bmap)
1059                 return -1;
1060         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1061
1062         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1063                 t = bmap->eq[pos];
1064                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1065                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1066         }
1067         bmap->n_eq--;
1068         return 0;
1069 }
1070
1071 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1072 {
1073         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1074 }
1075
1076 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1077                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1078 {
1079         isl_int *t;
1080
1081         t = bmap->ineq[pos];
1082         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1083         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1084         bmap->eq[-1] = t;
1085         bmap->n_eq++;
1086         bmap->n_ineq--;
1087         bmap->eq--;
1088         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1089         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1090         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1091         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1092 }
1093
1094 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1095 {
1096         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1097 }
1098
1099 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1100 {
1101         struct isl_ctx *ctx;
1102         if (!bmap)
1103                 return -1;
1104         ctx = bmap->ctx;
1105         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1106         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1107         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1108         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1109         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1110         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1111                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1112                       bmap->extra - bmap->n_div);
1113         return bmap->n_ineq++;
1114 }
1115
1116 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1117 {
1118         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1119 }
1120
1121 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1122 {
1123         if (!bmap)
1124                 return -1;
1125         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1126         bmap->n_ineq -= n;
1127         return 0;
1128 }
1129
1130 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1131 {
1132         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1133 }
1134
1135 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1136 {
1137         isl_int *t;
1138         if (!bmap)
1139                 return -1;
1140         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1141
1142         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1143                 t = bmap->ineq[pos];
1144                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1145                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1146                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1147         }
1148         bmap->n_ineq--;
1149         return 0;
1150 }
1151
1152 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1153 {
1154         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1155 }
1156
1157 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1158         isl_int *eq)
1159 {
1160         int k;
1161
1162         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1163         if (!bmap)
1164                 return NULL;
1165         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1166         if (k < 0)
1167                 goto error;
1168         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1169         return bmap;
1170 error:
1171         isl_basic_map_free(bmap);
1172         return NULL;
1173 }
1174
1175 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1176         isl_int *eq)
1177 {
1178         return (isl_basic_set *)
1179                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1180 }
1181
1182 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1183         isl_int *ineq)
1184 {
1185         int k;
1186
1187         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1188         if (!bmap)
1189                 return NULL;
1190         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1191         if (k < 0)
1192                 goto error;
1193         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1194         return bmap;
1195 error:
1196         isl_basic_map_free(bmap);
1197         return NULL;
1198 }
1199
1200 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1201         isl_int *ineq)
1202 {
1203         return (isl_basic_set *)
1204                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1205 }
1206
1207 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1208 {
1209         if (!bmap)
1210                 return -1;
1211         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1212         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1213                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1214                       bmap->extra - bmap->n_div);
1215         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1216         return bmap->n_div++;
1217 }
1218
1219 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1220 {
1221         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1222 }
1223
1224 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1225 {
1226         if (!bmap)
1227                 return -1;
1228         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1229         bmap->n_div -= n;
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1234 {
1235         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1236 }
1237
1238 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1239  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1240  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1241  * variables.
1242  */
1243 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1244                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1245                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1246 {
1247         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1248         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1249         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1250         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1251         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1252         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1253         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1254         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1255         if (dst_nparam > src_nparam)
1256                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1257                                 dst_nparam - src_nparam);
1258         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1259         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1260                     src+1+src_nparam,
1261                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1262         if (dst_in-in_off > src_in)
1263                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1264                                 dst_in - in_off - src_in);
1265         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1266         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1267                     src+1+src_nparam+src_in,
1268                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1269         if (dst_out-out_off > src_out)
1270                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1271                                 dst_out - out_off - src_out);
1272         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1273         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1274                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1275                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1276         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1277                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1278                                 div_off+src_map->n_div,
1279                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1280 }
1281
1282 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1283                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1284                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1285 {
1286         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1287         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1288 }
1289
1290 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1291                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1292 {
1293         int i;
1294         unsigned div_off;
1295
1296         if (!bmap1 || !bmap2)
1297                 goto error;
1298
1299         div_off = bmap1->n_div;
1300
1301         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1302                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1303                 if (i1 < 0)
1304                         goto error;
1305                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1306                                 i_pos, o_pos, div_off);
1307         }
1308
1309         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1310                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1311                 if (i1 < 0)
1312                         goto error;
1313                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1314                                 i_pos, o_pos, div_off);
1315         }
1316
1317         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1318                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1319                 if (i1 < 0)
1320                         goto error;
1321                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1322                          i_pos, o_pos, div_off);
1323         }
1324
1325         isl_basic_map_free(bmap2);
1326
1327         return bmap1;
1328
1329 error:
1330         isl_basic_map_free(bmap1);
1331         isl_basic_map_free(bmap2);
1332         return NULL;
1333 }
1334
1335 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1336                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1337 {
1338         return (struct isl_basic_set *)
1339                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1340                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1341 }
1342
1343 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1344                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1345                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1346 {
1347         struct isl_basic_map *ext;
1348         unsigned flags;
1349         int dims_ok;
1350
1351         if (!dim)
1352                 goto error;
1353
1354         if (!base)
1355                 goto error;
1356
1357         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1358                   base->extra >= base->n_div + extra;
1359
1360         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1361                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1362                 isl_space_free(dim);
1363                 return base;
1364         }
1365
1366         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1367         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1368         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1369         extra += base->extra;
1370         n_eq += base->n_eq;
1371         n_ineq += base->n_ineq;
1372
1373         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1374         dim = NULL;
1375         if (!ext)
1376                 goto error;
1377
1378         if (dims_ok)
1379                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1380         flags = base->flags;
1381         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1382         if (ext) {
1383                 ext->flags = flags;
1384                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1385         }
1386
1387         return ext;
1388
1389 error:
1390         isl_space_free(dim);
1391         isl_basic_map_free(base);
1392         return NULL;
1393 }
1394
1395 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1396                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1397                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1398 {
1399         return (struct isl_basic_set *)
1400                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1401                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1402 }
1403
1404 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1405                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1406 {
1407         if (!base)
1408                 return NULL;
1409         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1410                                         0, n_eq, n_ineq);
1411 }
1412
1413 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1414                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1415                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1416 {
1417         struct isl_basic_map *bmap;
1418         isl_space *dim;
1419
1420         if (!base)
1421                 return NULL;
1422         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1423         if (!dim)
1424                 goto error;
1425
1426         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1427         return bmap;
1428 error:
1429         isl_basic_map_free(base);
1430         return NULL;
1431 }
1432
1433 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1434                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1435                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1436 {
1437         return (struct isl_basic_set *)
1438                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1439                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1440 }
1441
1442 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1443                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1444 {
1445         return (struct isl_basic_set *)
1446                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1447                                                     n_eq, n_ineq);
1448 }
1449
1450 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1451 {
1452         return (struct isl_basic_set *)
1453                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1454 }
1455
1456 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1457 {
1458         if (!bmap)
1459                 return NULL;
1460
1461         if (bmap->ref > 1) {
1462                 bmap->ref--;
1463                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1464         }
1465         if (bmap)
1466                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1467         return bmap;
1468 }
1469
1470 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1471 {
1472         if (!set)
1473                 return NULL;
1474
1475         if (set->ref == 1)
1476                 return set;
1477         set->ref--;
1478         return isl_set_dup(set);
1479 }
1480
1481 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1482 {
1483         if (!map)
1484                 return NULL;
1485
1486         if (map->ref == 1)
1487                 return map;
1488         map->ref--;
1489         return isl_map_dup(map);
1490 }
1491
1492 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1493                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1494 {
1495         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1496         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1497         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1498 }
1499
1500 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1501         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1502 {
1503         int i;
1504         struct isl_blk blk;
1505
1506         if (!bmap)
1507                 goto error;
1508
1509         isl_assert(bmap->ctx,
1510                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1511
1512         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1513                 return bmap;
1514
1515         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1516         if (!bmap)
1517                 return NULL;
1518
1519         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1520         if (isl_blk_is_error(blk))
1521                 goto error;
1522
1523         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1524                 swap_vars(blk,
1525                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1526
1527         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1528                 swap_vars(blk,
1529                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1530
1531         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1532                 swap_vars(blk,
1533                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1534
1535         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1536
1537         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1538         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1539         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1540 error:
1541         isl_basic_map_free(bmap);
1542         return NULL;
1543 }
1544
1545 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1546         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1547 {
1548         unsigned dim;
1549         unsigned nparam;
1550
1551         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1552         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1553         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1554
1555         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1556 error:
1557         isl_basic_set_free(bset);
1558         return NULL;
1559 }
1560
1561 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1562 {
1563         int i = 0;
1564         unsigned total;
1565         if (!bmap)
1566                 goto error;
1567         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1568         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1569         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1570         if (bmap->n_eq > 0)
1571                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1572         else {
1573                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1574                 if (i < 0)
1575                         goto error;
1576         }
1577         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1578         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1579         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1580         isl_vec_free(bmap->sample);
1581         bmap->sample = NULL;
1582         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1583 error:
1584         isl_basic_map_free(bmap);
1585         return NULL;
1586 }
1587
1588 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1589 {
1590         return (struct isl_basic_set *)
1591                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1592 }
1593
1594 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1595 {
1596         int i;
1597         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1598         isl_int *t = bmap->div[a];
1599         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1600         bmap->div[b] = t;
1601
1602         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1603                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1604
1605         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1606                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1607
1608         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1609                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1610         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1611 }
1612
1613 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1614  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1615  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1616  */
1617 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1618         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1619 {
1620         int i;
1621
1622         if (!map)
1623                 return NULL;
1624         if (n == 0)
1625                 return map;
1626
1627         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1628                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1629                         "index out of bounds", goto error);
1630
1631         map = isl_map_cow(map);
1632         if (!map)
1633                 return NULL;
1634
1635         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1636                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1637                 if (!map->p[i])
1638                         goto error;
1639         }
1640         return map;
1641 error:
1642         isl_map_free(map);
1643         return NULL;
1644 }
1645
1646 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1647  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1648  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1649  */
1650 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1651         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1652 {
1653         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1654 }
1655
1656 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1657  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1658  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1659  */
1660 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1661         unsigned first, unsigned n)
1662 {
1663         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1664 }
1665
1666 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1667         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1668 {
1669         if (!bmap)
1670                 return NULL;
1671         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1672                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1673         if (!bmap)
1674                 return NULL;
1675         bmap->n_div = 0;
1676         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1677 }
1678
1679 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1680         __isl_take isl_basic_set *bset)
1681 {
1682         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1683                         (struct isl_basic_map *)bset);
1684 }
1685
1686 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1687 {
1688         int i;
1689
1690         if (!map)
1691                 return NULL;
1692         if (map->n == 0)
1693                 return map;
1694
1695         map = isl_map_cow(map);
1696         if (!map)
1697                 return NULL;
1698         
1699         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1700                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1701                 if (!map->p[i])
1702                         goto error;
1703         }
1704         return map;
1705 error:
1706         isl_map_free(map);
1707         return NULL;
1708 }
1709
1710 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1711 {
1712         return isl_map_remove_divs(set);
1713 }
1714
1715 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1716         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1717 {
1718         if (!bmap)
1719                 return NULL;
1720         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1721                         goto error);
1722         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1723                 return bmap;
1724         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1725                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1726         if (!bmap)
1727                 return bmap;
1728         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1729                 return bmap;
1730         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1731         return bmap;
1732 error:
1733         isl_basic_map_free(bmap);
1734         return NULL;
1735 }
1736
1737 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1738  * any of the given variables.
1739  */
1740 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1741         unsigned first, unsigned n)
1742 {
1743         int i;
1744         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1745
1746         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1747                 return 0;
1748         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1749                 return 1;
1750
1751         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1752                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1753                         continue;
1754                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1755                         return 1;
1756         }
1757
1758         return 0;
1759 }
1760
1761 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1762  * based on inequality "i".
1763  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1764  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1765  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1766  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1767  *
1768  * The calling function has already checked that the inequality does not
1769  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1770  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1771  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1772  *
1773  * Let "div" be of the form
1774  *
1775  *      q = floor((a + f(x))/d)
1776  *
1777  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1778  *
1779  *      b + f(x) >= 0
1780  *
1781  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1782  * However, we allow a slightly more general form
1783  *
1784  *      b + g(x) >= 0
1785  *
1786  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1787  * divisible by d.
1788  * Rewriting this constraint as
1789  *
1790  *      0 >= -b - g(x)
1791  *
1792  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1793  *
1794  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1795  *
1796  * Taking the floor on both sides, we obtain
1797  *
1798  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1799  *
1800  * or
1801  *
1802  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1803  *
1804  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1805  *
1806  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1807  *
1808  */
1809 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1810         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1811         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1812 {
1813         int j;
1814
1815         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1816                 if (lb) {
1817                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1818                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1819                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1820                 }
1821                 if (ub) {
1822                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1823                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1824                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1825                 }
1826         }
1827         if (!lb && !ub)
1828                 return bmap;
1829
1830         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1831         if (lb) {
1832                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1833                 if (k < 0)
1834                         goto error;
1835                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1836                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1837                                         bmap->div[div][1 + j]);
1838                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1839                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1840                 }
1841                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1842         }
1843         if (ub) {
1844                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1845                 if (k < 0)
1846                         goto error;
1847                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1848                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1849                                         bmap->div[div][1 + j]);
1850                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1851                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1852                 }
1853                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1854         }
1855
1856         return bmap;
1857 error:
1858         isl_basic_map_free(bmap);
1859         return NULL;
1860 }
1861
1862 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1863  * using Fourier-Motzkin.
1864  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1865  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1866  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1867  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1868  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1869  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1870  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1871  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1872  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1873  * on "div".
1874  *
1875  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1876  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1877  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1878  * Consider, for example, the set
1879  *
1880  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1881  *
1882  * The second constraint can be rewritten as
1883  *
1884  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1885  *
1886  * from which we can derive
1887  *
1888  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1889  *
1890  * or
1891  *
1892  *      i + 2j <= 3 + 2k
1893  *
1894  * Combined with the first constraint, we obtain
1895  *
1896  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1897  *
1898  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1899  * the first constraint, we obtain
1900  *
1901  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1902  *
1903  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1904  *
1905  *      k >= -2
1906  */
1907 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1908         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1909 {
1910         int i;
1911         int check_lb, check_ub;
1912         isl_int v;
1913         unsigned total;
1914
1915         if (!bmap)
1916                 return NULL;
1917
1918         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1919                 return bmap;
1920
1921         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1922
1923         check_lb = 0;
1924         check_ub = 0;
1925         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1926                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
1927                 if (s > 0)
1928                         check_ub = 1;
1929                 if (s < 0)
1930                         check_lb = 1;
1931         }
1932
1933         if (!check_lb && !check_ub)
1934                 return bmap;
1935
1936         isl_int_init(v);
1937
1938         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1939                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
1940                         continue;
1941
1942                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
1943                                                         check_lb, check_ub);
1944         }
1945
1946         isl_int_clear(v);
1947
1948         return bmap;
1949 }
1950
1951 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1952  * in their definitions.
1953  */
1954 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1955         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1956         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1957 {
1958         int i;
1959
1960         if (!bmap)
1961                 return NULL;
1962         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1963                         goto error);
1964         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1965
1966         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1967                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1968                         continue;
1969                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
1970                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1971                 if (!bmap)
1972                         return NULL;
1973                 i = bmap->n_div;
1974         }
1975
1976         return bmap;
1977 error:
1978         isl_basic_map_free(bmap);
1979         return NULL;
1980 }
1981
1982 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
1983         __isl_take isl_basic_set *bset,
1984         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1985 {
1986         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
1987 }
1988
1989 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1990         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1991 {
1992         int i;
1993
1994         if (!map)
1995                 return NULL;
1996         if (map->n == 0)
1997                 return map;
1998
1999         map = isl_map_cow(map);
2000         if (!map)
2001                 return NULL;
2002
2003         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2004                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2005                                                                 type, first, n);
2006                 if (!map->p[i])
2007                         goto error;
2008         }
2009         return map;
2010 error:
2011         isl_map_free(map);
2012         return NULL;
2013 }
2014
2015 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2016         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2017 {
2018         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2019                                                               type, first, n);
2020 }
2021
2022 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2023  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2024  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2025  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2026  * div.
2027  */
2028 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2029         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2030 {
2031         int i;
2032
2033         if (!bmap)
2034                 return -1;
2035
2036         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2037                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2038                         "index out of bounds", return -1);
2039
2040         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2041         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2042                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2043                         return 1;
2044         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2045                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2046                         return 1;
2047         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2048                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2049                         continue;
2050                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2051                         return 1;
2052         }
2053
2054         return 0;
2055 }
2056
2057 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2058         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2059 {
2060         int i;
2061
2062         if (!map)
2063                 return -1;
2064
2065         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2066                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2067                         "index out of bounds", return -1);
2068
2069         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2070                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2071                                                             type, first, n);
2072                 if (involves < 0 || involves)
2073                         return involves;
2074         }
2075
2076         return 0;
2077 }
2078
2079 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2080         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2081 {
2082         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2083 }
2084
2085 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2086         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2087 {
2088         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2089 }
2090
2091 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2092  * on unknown divs.
2093  */
2094 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2095 {
2096         int i;
2097         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2098
2099         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2100                 return 1;
2101
2102         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2103                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2104                         continue;
2105                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2106                         return 1;
2107         }
2108
2109         return 0;
2110 }
2111
2112 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2113  */
2114 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2115         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2116 {
2117         int i;
2118
2119         if (!bmap)
2120                 return NULL;
2121
2122         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2123                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2124                         continue;
2125                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2126                 if (!bmap)
2127                         return NULL;
2128                 i = bmap->n_div;
2129         }
2130
2131         return bmap;
2132 }
2133
2134 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2135 {
2136         int i;
2137
2138         if (!map)
2139                 return NULL;
2140         if (map->n == 0)
2141                 return map;
2142
2143         map = isl_map_cow(map);
2144         if (!map)
2145                 return NULL;
2146
2147         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2148                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2149                 if (!map->p[i])
2150                         goto error;
2151         }
2152         return map;
2153 error:
2154         isl_map_free(map);
2155         return NULL;
2156 }
2157
2158 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2159 {
2160         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2161 }
2162
2163 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2164         __isl_take isl_basic_set *bset,
2165         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2166 {
2167         return (isl_basic_set *)
2168             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2169 }
2170
2171 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2172         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2173 {
2174         int i;
2175
2176         if (n == 0)
2177                 return map;
2178
2179         map = isl_map_cow(map);
2180         if (!map)
2181                 return NULL;
2182         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2183         
2184         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2185                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2186                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2187                 if (!map->p[i])
2188                         goto error;
2189         }
2190         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2191         return map;
2192 error:
2193         isl_map_free(map);
2194         return NULL;
2195 }
2196
2197 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2198         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2199 {
2200         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2201 }
2202
2203 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2204 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2205         unsigned first, unsigned n)
2206 {
2207         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2208 }
2209
2210 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2211                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2212 {
2213         const char *name;
2214         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2215         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2216         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2217         if (!pos)
2218                 isl_int_print(out, c, 0);
2219         else {
2220                 if (!isl_int_is_one(c))
2221                         isl_int_print(out, c, 0);
2222                 if (pos < 1 + nparam) {
2223                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2224                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2225                         if (name)
2226                                 fprintf(out, "%s", name);
2227                         else
2228                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2229                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2230                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2231                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2232                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2233                 else
2234                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2235         }
2236 }
2237
2238 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2239                                 int sign, FILE *out)
2240 {
2241         int i;
2242         int first;
2243         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2244         isl_int v;
2245
2246         isl_int_init(v);
2247         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2248                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2249                         continue;
2250                 if (!first)
2251                         fprintf(out, " + ");
2252                 first = 0;
2253                 isl_int_abs(v, c[i]);
2254                 dump_term(bmap, v, i, out);
2255         }
2256         isl_int_clear(v);
2257         if (first)
2258                 fprintf(out, "0");
2259 }
2260
2261 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2262                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2263 {
2264         int i;
2265
2266         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2267
2268         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2269         fprintf(out, " %s ", op);
2270         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2271
2272         fprintf(out, "\n");
2273
2274         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2275                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2276                         continue;
2277                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2278                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2279                 abort();
2280         }
2281 }
2282
2283 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2284                                 isl_int **c, unsigned n,
2285                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2286 {
2287         int i;
2288
2289         for (i = 0; i < n; ++i)
2290                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2291 }
2292
2293 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2294 {
2295         int j;
2296         int first = 1;
2297         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2298
2299         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2300                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2301                         continue;
2302                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2303                         fprintf(out, "+");
2304                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2305                 first = 0;
2306         }
2307 }
2308
2309 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2310 {
2311         int i;
2312
2313         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2314         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2315
2316         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2317                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2318                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2319                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2320                 fprintf(out, ")/");
2321                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2322                 fprintf(out, "]\n");
2323         }
2324 }
2325
2326 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2327         FILE *out, int indent)
2328 {
2329         if (!bset) {
2330                 fprintf(out, "null basic set\n");
2331                 return;
2332         }
2333
2334         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2335         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2336                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2337                         bset->extra, bset->flags);
2338         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2339 }
2340
2341 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2342         FILE *out, int indent)
2343 {
2344         if (!bmap) {
2345                 fprintf(out, "null basic map\n");
2346                 return;
2347         }
2348
2349         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2350         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2351                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2352                 bmap->ref,
2353                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2354                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2355         dump(bmap, out, indent);
2356 }
2357
2358 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2359 {
2360         unsigned total;
2361         if (!bmap)
2362                 return -1;
2363         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2364         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2365         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2366         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2367         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2368         return 0;
2369 }
2370
2371 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2372         unsigned flags)
2373 {
2374         struct isl_set *set;
2375
2376         if (!dim)
2377                 return NULL;
2378         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2379         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2380         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2381                         sizeof(struct isl_set) +
2382                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2383         if (!set)
2384                 goto error;
2385
2386         set->ctx = dim->ctx;
2387         isl_ctx_ref(set->ctx);
2388         set->ref = 1;
2389         set->size = n;
2390         set->n = 0;
2391         set->dim = dim;
2392         set->flags = flags;
2393         return set;
2394 error:
2395         isl_space_free(dim);
2396         return NULL;
2397 }
2398
2399 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2400                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2401 {
2402         struct isl_set *set;
2403         isl_space *dims;
2404
2405         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2406         if (!dims)
2407                 return NULL;
2408
2409         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2410         return set;
2411 }
2412
2413 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2414  */
2415 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2416 {
2417         int i;
2418         struct isl_map *grown = NULL;
2419
2420         if (!map)
2421                 return NULL;
2422         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2423         if (map->n + n <= map->size)
2424                 return map;
2425         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2426         if (!grown)
2427                 goto error;
2428         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2429                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2430                 if (!grown->p[i])
2431                         goto error;
2432                 grown->n++;
2433         }
2434         isl_map_free(map);
2435         return grown;
2436 error:
2437         isl_map_free(grown);
2438         isl_map_free(map);
2439         return NULL;
2440 }
2441
2442 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2443  */
2444 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2445 {
2446         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2447 }
2448
2449 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2450 {
2451         int i;
2452         struct isl_set *dup;
2453
2454         if (!set)
2455                 return NULL;
2456
2457         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2458         if (!dup)
2459                 return NULL;
2460         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2461                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2462         return dup;
2463 }
2464
2465 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2466 {
2467         return isl_map_from_basic_map(bset);
2468 }
2469
2470 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2471 {
2472         struct isl_map *map;
2473
2474         if (!bmap)
2475                 return NULL;
2476
2477         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2478         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2479 }
2480
2481 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2482                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2483 {
2484         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2485                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2486 }
2487
2488 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2489 {
2490         int i;
2491
2492         if (!set)
2493                 return NULL;
2494
2495         if (--set->ref > 0)
2496                 return NULL;
2497
2498         isl_ctx_deref(set->ctx);
2499         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2500                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2501         isl_space_free(set->dim);
2502         free(set);
2503
2504         return NULL;
2505 }
2506
2507 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2508 {
2509         int i;
2510
2511         if (!set) {
2512                 fprintf(out, "null set\n");
2513                 return;
2514         }
2515
2516         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2517         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2518                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2519                         set->flags);
2520         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2521                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2522                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2523                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2524         }
2525 }
2526
2527 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2528 {
2529         int i;
2530
2531         if (!map) {
2532                 fprintf(out, "null map\n");
2533                 return;
2534         }
2535
2536         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2537         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2538                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2539                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2540                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2541         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2542                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2543                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2544                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2545         }
2546 }
2547
2548 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2549                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2550 {
2551         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2552
2553         if (!bmap || !bset)
2554                 goto error;
2555
2556         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2557                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2558
2559         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2560                 isl_assert(bset->ctx,
2561                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2562
2563         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2564         if (!bmap)
2565                 goto error;
2566         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2567                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2568         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2569         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2570
2571         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2572         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2573 error:
2574         isl_basic_map_free(bmap);
2575         isl_basic_set_free(bset);
2576         return NULL;
2577 }
2578
2579 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2580                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2581 {
2582         struct isl_basic_map *bmap_range;
2583
2584         if (!bmap || !bset)
2585                 goto error;
2586
2587         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2588                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2589
2590         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2591                 isl_assert(bset->ctx,
2592                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2593
2594         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2595                 isl_basic_set_free(bset);
2596                 return bmap;
2597         }
2598
2599         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2600         if (!bmap)
2601                 goto error;
2602         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2603                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2604         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2605         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2606
2607         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2608         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2609 error:
2610         isl_basic_map_free(bmap);
2611         isl_basic_set_free(bset);
2612         return NULL;
2613 }
2614
2615 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2616 {
2617         int i;
2618         unsigned total;
2619         isl_int s;
2620
2621         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2622         if (total != vec->size)
2623                 return -1;
2624
2625         isl_int_init(s);
2626
2627         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2628                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2629                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2630                         isl_int_clear(s);
2631                         return 0;
2632                 }
2633         }
2634
2635         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2636                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2637                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2638                         isl_int_clear(s);
2639                         return 0;
2640                 }
2641         }
2642
2643         isl_int_clear(s);
2644
2645         return 1;
2646 }
2647
2648 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2649 {
2650         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2651 }
2652
2653 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2654                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2655 {
2656         struct isl_vec *sample = NULL;
2657
2658         if (!bmap1 || !bmap2)
2659                 goto error;
2660
2661         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2662                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2663         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2664                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2665             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2666                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2667                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2668
2669         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2670                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2671                 isl_assert(bmap1->ctx,
2672                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2673
2674         if (bmap1->sample &&
2675             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2676             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2677                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2678         else if (bmap2->sample &&
2679             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2680             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2681                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2682
2683         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2684         if (!bmap1)
2685                 goto error;
2686         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2687                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2688         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2689
2690         if (!bmap1)
2691                 isl_vec_free(sample);
2692         else if (sample) {
2693                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2694                 bmap1->sample = sample;
2695         }
2696
2697         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2698         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2699 error:
2700         if (sample)
2701                 isl_vec_free(sample);
2702         isl_basic_map_free(bmap1);
2703         isl_basic_map_free(bmap2);
2704         return NULL;
2705 }
2706
2707 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2708                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2709 {
2710         return (struct isl_basic_set *)
2711                 isl_basic_map_intersect(
2712                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2713                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2714 }
2715
2716 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2717         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2718 {
2719         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2720 }
2721
2722 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2723  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2724  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2725  * added to the other map.
2726  */
2727 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2728         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2729 {
2730         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2731         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2732         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2733         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2734
2735         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2736                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2737
2738         isl_assert(map2->ctx,
2739                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2740
2741         map1 = isl_map_cow(map1);
2742         if (!map1)
2743                 goto error;
2744         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2745                 isl_map_free(map2);
2746                 return map1;
2747         }
2748         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2749         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2750                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2751         else
2752                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2753                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2754
2755         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2756         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2757         if (!map1->p[0])
2758                 goto error;
2759
2760         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2761                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2762                 map1->n = 0;
2763         }
2764
2765         isl_map_free(map2);
2766
2767         return map1;
2768 error:
2769         isl_map_free(map1);
2770         isl_map_free(map2);
2771         return NULL;
2772 }
2773
2774 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2775  * space as map1.
2776  */
2777 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2778         __isl_take isl_map *map2)
2779 {
2780         unsigned flags = 0;
2781         struct isl_map *result;
2782         int i, j;
2783
2784         if (!map1 || !map2)
2785                 goto error;
2786
2787         if (isl_map_plain_is_empty(map1) &&
2788             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2789                 isl_map_free(map2);
2790                 return map1;
2791         }
2792         if (isl_map_plain_is_empty(map2) &&
2793             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2794                 isl_map_free(map1);
2795                 return map2;
2796         }
2797
2798         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2799             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2800             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2801             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2802              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2803                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2804
2805         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2806                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2807                 isl_assert(map1->ctx,
2808                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2809
2810         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2811             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2812                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2813
2814         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2815                                 map1->n * map2->n, flags);
2816         if (!result)
2817                 goto error;
2818         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2819                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2820                         struct isl_basic_map *part;
2821                         part = isl_basic_map_intersect(
2822                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2823                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2824                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2825                                 goto error;
2826                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2827                         if (!result)
2828                                 goto error;
2829                 }
2830         isl_map_free(map1);
2831         isl_map_free(map2);
2832         return result;
2833 error:
2834         isl_map_free(map1);
2835         isl_map_free(map2);
2836         return NULL;
2837 }
2838
2839 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2840         __isl_take isl_map *map2)
2841 {
2842         if (!map1 || !map2)
2843                 goto error;
2844         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2845                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2846                         "spaces don't match", goto error);
2847         return map_intersect_internal(map1, map2);
2848 error:
2849         isl_map_free(map1);
2850         isl_map_free(map2);
2851         return NULL;
2852 }
2853
2854 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2855         __isl_take isl_map *map2)
2856 {
2857         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2858 }
2859
2860 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2861 {
2862         return (struct isl_set *)
2863                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2864                                   (struct isl_map *)set2);
2865 }
2866
2867 /* map_intersect_internal accepts intersections
2868  * with parameter domains, so we can just call that function.
2869  */
2870 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2871                 __isl_take isl_set *params)
2872 {
2873         return map_intersect_internal(map, params);
2874 }
2875
2876 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2877         __isl_take isl_map *map2)
2878 {
2879         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2880 }
2881
2882 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2883                 __isl_take isl_set *params)
2884 {
2885         return isl_map_intersect_params(set, params);
2886 }
2887
2888 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2889 {
2890         isl_space *dim;
2891         struct isl_basic_set *bset;
2892         unsigned in;
2893
2894         if (!bmap)
2895                 return NULL;
2896         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2897         if (!bmap)
2898                 return NULL;
2899         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2900         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2901         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2902         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2903         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2904 }
2905
2906 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2907         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2908 {
2909         isl_space *space;
2910
2911         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2912                 return bmap;
2913
2914         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2915         space = isl_space_reset(space, type);
2916         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2917         return bmap;
2918 }
2919
2920 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
2921         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
2922         unsigned pos, unsigned n)
2923 {
2924         isl_space *res_dim;
2925         struct isl_basic_map *res;
2926         struct isl_dim_map *dim_map;
2927         unsigned total, off;
2928         enum isl_dim_type t;
2929
2930         if (n == 0)
2931                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2932
2933         if (!bmap)
2934                 return NULL;
2935
2936         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
2937
2938         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2939         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2940         off = 0;
2941         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2942                 if (t != type) {
2943                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2944                 } else {
2945                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2946                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2947                                                 0, pos, off);
2948                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2949                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2950                 }
2951                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
2952         }
2953         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2954
2955         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
2956                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2957         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2958                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2959         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
2960                 isl_basic_map_free(bmap);
2961                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
2962         }
2963         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2964         return isl_basic_map_finalize(res);
2965 }
2966
2967 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
2968         __isl_take isl_basic_set *bset,
2969         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2970 {
2971         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
2972 }
2973
2974 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2975                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2976 {
2977         if (!bmap)
2978                 return NULL;
2979         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
2980                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2981 }
2982
2983 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2984                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2985 {
2986         if (!bset)
2987                 return NULL;
2988         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2989         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2990 error:
2991         isl_basic_set_free(bset);
2992         return NULL;
2993 }
2994
2995 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
2996         enum isl_dim_type type)
2997 {
2998         isl_space *space;
2999
3000         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3001                 return map;
3002
3003         space = isl_map_get_space(map);
3004         space = isl_space_reset(space, type);
3005         map = isl_map_reset_space(map, space);
3006         return map;
3007 }
3008
3009 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3010                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3011 {
3012         int i;
3013
3014         if (n == 0)
3015                 return map_space_reset(map, type);
3016
3017         map = isl_map_cow(map);
3018         if (!map)
3019                 return NULL;
3020
3021         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3022         if (!map->dim)
3023                 goto error;
3024
3025         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3026                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3027                 if (!map->p[i])
3028                         goto error;
3029         }
3030
3031         return map;
3032 error:
3033         isl_map_free(map);
3034         return NULL;
3035 }
3036
3037 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3038                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3039 {
3040         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3041 }
3042
3043 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3044                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3045 {
3046         if (!map)
3047                 return NULL;
3048         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3049 }
3050
3051 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3052                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3053 {
3054         if (!set)
3055                 return NULL;
3056         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3057         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3058 error:
3059         isl_set_free(set);
3060         return NULL;
3061 }
3062
3063 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3064         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3065         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3066         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3067 {
3068         struct isl_dim_map *dim_map;
3069         struct isl_basic_map *res;
3070         enum isl_dim_type t;
3071         unsigned total, off;
3072
3073         if (!bmap)
3074                 return NULL;
3075         if (n == 0)
3076                 return bmap;
3077
3078         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3079                 goto error);
3080
3081         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3082                 return bmap;
3083
3084         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3085
3086         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3087             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3088                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3089                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3090                 if (!bmap)
3091                         return NULL;
3092
3093                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3094                                                 src_type, src_pos, n);
3095                 if (!bmap->dim)
3096                         goto error;
3097
3098                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3099
3100                 return bmap;
3101         }
3102
3103         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3104         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3105
3106         off = 0;
3107         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3108                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3109                 if (t == dst_type) {
3110                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3111                                             0, dst_pos, off);
3112                         off += dst_pos;
3113                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3114                                             src_pos, n, off);
3115                         off += n;
3116                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3117                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3118                         off += size - dst_pos;
3119                 } else if (t == src_type) {
3120                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3121                                             0, src_pos, off);
3122                         off += src_pos;
3123                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3124                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3125                         off += size - src_pos - n;
3126                 } else {
3127                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3128                         off += size;
3129                 }
3130         }
3131         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3132
3133         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3134                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3135         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3136
3137         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3138                                         src_type, src_pos, n);
3139         if (!bmap->dim)
3140                 goto error;
3141
3142         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3143         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3144         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3145
3146         return bmap;
3147 error:
3148         isl_basic_map_free(bmap);
3149         return NULL;
3150 }
3151
3152 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3153         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3154         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3155 {
3156         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3157                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3158 }
3159
3160 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3161         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3162         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3163 {
3164         if (!set)
3165                 return NULL;
3166         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3167         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3168                                         src_type, src_pos, n);
3169 error:
3170         isl_set_free(set);
3171         return NULL;
3172 }
3173
3174 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3175         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3176         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3177 {
3178         int i;
3179
3180         if (!map)
3181                 return NULL;
3182         if (n == 0)
3183                 return map;
3184
3185         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3186                 goto error);
3187
3188         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3189                 return map;
3190
3191         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3192
3193         map = isl_map_cow(map);
3194         if (!map)
3195                 return NULL;
3196
3197         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3198         if (!map->dim)
3199                 goto error;
3200
3201         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3202                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3203                                                 dst_type, dst_pos,
3204                                                 src_type, src_pos, n);
3205                 if (!map->p[i])
3206                         goto error;
3207         }
3208
3209         return map;
3210 error:
3211         isl_map_free(map);
3212         return NULL;
3213 }
3214
3215 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3216  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3217  * That's the responsibility of the caller.
3218  */
3219 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3220         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3221 {
3222         struct isl_dim_map *dim_map;
3223         struct isl_basic_map *res;
3224         enum isl_dim_type t;
3225         unsigned total, off;
3226
3227         if (!bmap)
3228                 return NULL;
3229         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3230                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3231                 return bmap;
3232
3233         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3234         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3235
3236         off = 0;
3237         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3238                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3239                 if (t == type) {
3240                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3241                                             0, first, off);
3242                         off += first;
3243                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3244                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3245                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3246                                             first + n, size - (first + n), off);
3247                         off += size - (first + n);
3248                 } else {
3249                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3250                         off += size;
3251                 }
3252         }
3253         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3254
3255         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3256                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3257         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3258         return res;
3259 }
3260
3261 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3262  * into existentially quantified variables.
3263  */
3264 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3265                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3266                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3267 {
3268         int i;
3269         size_t row_size;
3270         isl_int **new_div;
3271         isl_int *old;
3272
3273         if (n == 0)
3274                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3275
3276         if (!bmap)
3277                 return NULL;
3278
3279         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3280                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3281
3282         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3283                         goto error);
3284
3285         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3286         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3287         if (!bmap)
3288                 return NULL;
3289
3290         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3291         old = bmap->block2.data;
3292         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3293                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3294         if (!bmap->block2.data)
3295                 goto error;
3296         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3297         if (!new_div)
3298                 goto error;
3299         for (i = 0; i < n; ++i) {
3300                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3301                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3302                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3303         }
3304         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3305                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3306         free(bmap->div);
3307         bmap->div = new_div;
3308         bmap->n_div += n;
3309         bmap->extra += n;
3310
3311         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3312         if (!bmap->dim)
3313                 goto error;
3314         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3315         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3316         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3317 error:
3318         isl_basic_map_free(bmap);
3319         return NULL;
3320 }
3321
3322 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3323  * into existentially quantified variables.
3324  */
3325 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3326                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3327 {
3328         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3329                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3330 }
3331
3332 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3333  * into existentially quantified variables.
3334  */
3335 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3336                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3337 {
3338         int i;
3339
3340         if (!map)
3341                 return NULL;
3342
3343         if (n == 0)
3344                 return map_space_reset(map, type);
3345
3346         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3347
3348         map = isl_map_cow(map);
3349         if (!map)
3350                 return NULL;
3351
3352         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3353         if (!map->dim)
3354                 goto error;
3355
3356         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3357                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3358                 if (!map->p[i])
3359                         goto error;
3360         }
3361
3362         return map;
3363 error:
3364         isl_map_free(map);
3365         return NULL;
3366 }
3367
3368 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3369  * into existentially quantified variables.
3370  */
3371 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3372                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3373 {
3374         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3375 }
3376
3377 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3378 {
3379         int i, j;
3380
3381         for (i = 0; i < n; ++i) {
3382                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3383                 if (j < 0)
3384                         goto error;
3385                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3386         }
3387         return bmap;
3388 error:
3389         isl_basic_map_free(bmap);
3390         return NULL;
3391 }
3392
3393 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3394                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3395 {
3396         isl_space *dim_result = NULL;
3397         struct isl_basic_map *bmap;
3398         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3399         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3400
3401         if (!bmap1 || !bmap2)
3402                 goto error;
3403
3404         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3405                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3406
3407         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3408         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3409         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3410         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3411
3412         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3413         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3414         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3415         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3416         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3417         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3418         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3419         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3420         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3421         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3422         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3423
3424         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3425                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3426                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3427                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3428         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3429         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3430         bmap = add_divs(bmap, n);
3431         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3432         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3433         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3434 error:
3435         isl_basic_map_free(bmap1);
3436         isl_basic_map_free(bmap2);
3437         return NULL;
3438 }
3439
3440 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3441                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3442 {
3443         if (!bset || !bmap)
3444                 goto error;
3445
3446         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3447                     goto error);
3448
3449         return (struct isl_basic_set *)
3450                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3451 error:
3452         isl_basic_set_free(bset);
3453         isl_basic_map_free(bmap);
3454         return NULL;
3455 }
3456
3457 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3458                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3459 {
3460         if (!bmap1 || !bmap2)
3461                 goto error;
3462
3463         isl_assert(bmap1->ctx,
3464             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3465         isl_assert(bmap1->ctx,
3466             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3467             goto error);
3468
3469         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3470         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3471         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3472 error:
3473         isl_basic_map_free(bmap1);
3474         isl_basic_map_free(bmap2);
3475         return NULL;
3476 }
3477
3478 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3479  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3480  */
3481 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3482                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3483 {
3484         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3485         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3486         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3487         int i;
3488
3489         if (!bmap1 || !bmap2)
3490                 goto error;
3491
3492         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3493                 goto error);
3494
3495         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3496         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3497         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3498
3499         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3500         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3501         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3502         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3503         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3504         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3505         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3506         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3507         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3508         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3509         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3510
3511         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3512                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3513                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3514                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3515         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3516                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3517                 if (j < 0)
3518                         goto error;
3519                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3520                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3521                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3522                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3523         }
3524         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3525         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3526         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3527
3528         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3529         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3530 error:
3531         isl_basic_map_free(bmap);
3532         isl_basic_map_free(bmap1);
3533         isl_basic_map_free(bmap2);
3534         return NULL;
3535 }
3536
3537 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3538  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3539  */
3540 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3541 {
3542         struct isl_map *result;
3543         int i, j;
3544
3545         if (!map1 || !map2)
3546                 goto error;
3547
3548         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3549
3550         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3551                                 map1->n * map2->n, 0);
3552         if (!result)
3553                 goto error;
3554         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3555                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3556                         struct isl_basic_map *part;
3557                         part = isl_basic_map_sum(
3558                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3559                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3560                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3561                                 isl_basic_map_free(part);
3562                         else
3563                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3564                         if (!result)
3565                                 goto error;
3566                 }
3567         isl_map_free(map1);
3568         isl_map_free(map2);
3569         return result;
3570 error:
3571         isl_map_free(map1);
3572         isl_map_free(map2);
3573         return NULL;
3574 }
3575
3576 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3577         __isl_take isl_set *set2)
3578 {
3579         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3580 }
3581
3582 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3583  */
3584 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3585 {
3586         int i, j;
3587         unsigned off, n;
3588
3589         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3590         if (!bmap)
3591                 return NULL;
3592
3593         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3594         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3595         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3596                 for (j = 0; j < n; ++j)
3597                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3598         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3599                 for (j = 0; j < n; ++j)
3600                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3601         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3602                 for (j = 0; j < n; ++j)
3603                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3604         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3605         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3606 }
3607
3608 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3609 {
3610         return isl_basic_map_neg(bset);
3611 }
3612
3613 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3614  */
3615 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3616 {
3617         int i;
3618
3619         map = isl_map_cow(map);
3620         if (!map)
3621                 return NULL;
3622
3623         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3624                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3625                 if (!map->p[i])
3626                         goto error;
3627         }
3628
3629         return map;
3630 error:
3631         isl_map_free(map);
3632         return NULL;
3633 }
3634
3635 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3636 {
3637         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3638 }
3639
3640 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3641  * A -> floor(f(A)/d).
3642  */
3643 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3644                 isl_int d)
3645 {
3646         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3647         struct isl_basic_map *result = NULL;
3648         struct isl_dim_map *dim_map;
3649         int i;
3650
3651         if (!bmap)
3652                 return NULL;
3653
3654         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3655         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3656         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3657
3658         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3659         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3660         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3661         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3662         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3663         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3664
3665         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3666                         bmap->n_div + n_out,
3667                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3668         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3669         result = add_divs(result, n_out);
3670         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3671                 int j;
3672                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3673                 if (j < 0)
3674                         goto error;
3675                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3676                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3677                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3678                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3679                 if (j < 0)
3680                         goto error;
3681                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3682                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3683                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3684                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3685         }
3686
3687         result = isl_basic_map_simplify(result);
3688         return isl_basic_map_finalize(result);
3689 error:
3690         isl_basic_map_free(result);
3691         return NULL;
3692 }
3693
3694 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3695  * A -> floor(f(A)/d).
3696  */
3697 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3698 {
3699         int i;
3700
3701         map = isl_map_cow(map);
3702         if (!map)
3703                 return NULL;
3704
3705         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3706         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3707         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3708                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3709                 if (!map->p[i])
3710                         goto error;
3711         }
3712
3713         return map;
3714 error:
3715         isl_map_free(map);
3716         return NULL;
3717 }
3718
3719 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3720 {
3721         int i;
3722         unsigned nparam;
3723         unsigned n_in;
3724
3725         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3726         if (i < 0)
3727                 goto error;
3728         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3729         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3730         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3731         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3732         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3733         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3734 error:
3735         isl_basic_map_free(bmap);
3736         return NULL;
3737 }
3738
3739 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3740  */
3741 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3742 {
3743         int i;
3744         unsigned nparam;
3745         unsigned n_in;
3746
3747         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3748         if (i < 0)
3749                 goto error;
3750         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3751         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3752         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3753         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3754         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3755         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3756         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3757 error:
3758         isl_basic_map_free(bmap);
3759         return NULL;
3760 }
3761
3762 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3763  */
3764 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3765         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3766 {
3767         int i;
3768         unsigned nparam;
3769         unsigned n_in;
3770
3771         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3772         if (i < 0)
3773                 goto error;
3774         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3775         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3776         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3777         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3778         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3779         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3780 error:
3781         isl_basic_map_free(bmap);
3782         return NULL;
3783 }
3784
3785 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3786  */
3787 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3788 {
3789         int i;
3790         unsigned nparam;
3791         unsigned n_in;
3792
3793         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3794         if (i < 0)
3795                 goto error;
3796         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3797         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3798         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3799         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3800         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3801         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3802         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3803 error:
3804         isl_basic_map_free(bmap);
3805         return NULL;
3806 }
3807
3808 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3809  */
3810 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3811         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3812 {
3813         int i;
3814         unsigned nparam;
3815         unsigned n_in;
3816
3817         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3818         if (i < 0)
3819                 goto error;
3820         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3821         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3822         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3823         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3824         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3825         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3826 error:
3827         isl_basic_map_free(bmap);
3828         return NULL;
3829 }
3830
3831 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3832         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3833 {
3834         int i;
3835         struct isl_basic_map *bmap;
3836         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3837         if (!bmap)
3838                 return NULL;
3839         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3840                 bmap = var_equal(bmap, i);
3841         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3842 }
3843
3844 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3845  */
3846 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3847         unsigned pos)
3848 {
3849         int i;
3850         struct isl_basic_map *bmap;
3851         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3852         if (!bmap)
3853                 return NULL;
3854         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3855                 bmap = var_equal(bmap, i);
3856         if (bmap)
3857                 bmap = var_less(bmap, pos);
3858         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3859 }
3860
3861 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3862  */
3863 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3864         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3865 {
3866         int i;
3867         isl_basic_map *bmap;
3868
3869         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3870         for (i = 0; i < pos; ++i)
3871                 bmap = var_equal(bmap, i);
3872         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3873         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3874 }
3875
3876 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3877  */
3878 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3879         unsigned pos)
3880 {
3881         int i;
3882         struct isl_basic_map *bmap;
3883         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3884         if (!bmap)
3885                 return NULL;
3886         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3887                 bmap = var_equal(bmap, i);
3888         if (bmap)
3889                 bmap = var_more(bmap, pos);
3890         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3891 }
3892
3893 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3894  */
3895 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3896         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3897 {
3898         int i;
3899         isl_basic_map *bmap;
3900
3901         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3902         for (i = 0; i < pos; ++i)
3903                 bmap = var_equal(bmap, i);
3904         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3905         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3906 }
3907
3908 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3909         unsigned n, int equal)
3910 {
3911         struct isl_map *map;
3912         int i;
3913
3914         if (n == 0 && equal)
3915                 return isl_map_universe(dims);
3916
3917         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3918
3919         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3920                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3921                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
3922         if (n > 0) {
3923                 if (equal)
3924                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3925                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3926                 else
3927                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3928                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3929         } else
3930                 isl_space_free(dims);
3931
3932         return map;
3933 }
3934
3935 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3936 {
3937         if (!dims)
3938                 return NULL;
3939         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3940 }
3941
3942 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3943 {
3944         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3945 }
3946
3947 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3948 {
3949         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3950 }
3951
3952 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
3953 {
3954         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3955 }
3956
3957 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
3958 {
3959         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3960 }
3961
3962 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
3963         unsigned n, int equal)
3964 {
3965         struct isl_map *map;
3966         int i;
3967
3968         if (n == 0 && equal)
3969                 return isl_map_universe(dims);
3970
3971         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3972
3973         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3974                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3975                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
3976         if (n > 0) {
3977                 if (equal)
3978                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3979                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3980                 else
3981                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3982                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3983         } else
3984                 isl_space_free(dims);
3985
3986         return map;
3987 }
3988
3989 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3990 {
3991         if (!dims)
3992                 return NULL;
3993         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3994 }
3995
3996 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3997 {
3998         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
3999 }
4000
4001 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4002 {
4003         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4004 }
4005
4006 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4007 {
4008         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4009 }
4010
4011 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4012 {
4013         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4014 }
4015
4016 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4017         __isl_take isl_set *set2)
4018 {
4019         isl_map *map;
4020         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4021         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4022         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4023         return map;
4024 }
4025
4026 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4027         __isl_take isl_set *set2)
4028 {
4029         isl_map *map;
4030         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4031         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4032         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4033         return map;
4034 }
4035
4036 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4037         __isl_take isl_set *set2)
4038 {
4039         isl_map *map;
4040         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4041         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4042         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4043         return map;
4044 }
4045
4046 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4047         __isl_take isl_set *set2)
4048 {
4049         isl_map *map;
4050         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4051         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4052         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4053         return map;
4054 }
4055
4056 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4057         __isl_take isl_map *map2)
4058 {
4059         isl_map *map;
4060         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4061         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4062         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4063         return map;
4064 }
4065
4066 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4067         __isl_take isl_map *map2)
4068 {
4069         isl_map *map;
4070         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4071         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4072         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4073         return map;
4074 }
4075
4076 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4077         __isl_take isl_map *map2)
4078 {
4079         isl_map *map;
4080         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4081         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4082         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4083         return map;
4084 }
4085
4086 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4087         __isl_take isl_map *map2)
4088 {
4089         isl_map *map;
4090         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4091         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4092         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4093         return map;
4094 }
4095
4096 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4097         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4098 {
4099         struct isl_basic_map *bmap;
4100
4101         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4102         if (!bset || !dim)
4103                 goto error;
4104
4105         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4106         isl_space_free(bset->dim);
4107         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4108         bmap->dim = dim;
4109         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4110 error:
4111         isl_basic_set_free(bset);
4112         isl_space_free(dim);
4113         return NULL;
4114 }
4115
4116 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4117 {
4118         if (!bmap)
4119                 goto error;
4120         if (bmap->dim->n_in == 0)
4121                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4122         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4123         if (!bmap)
4124                 goto error;
4125         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4126         if (!bmap->dim)
4127                 goto error;
4128         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4129         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4130 error:
4131         isl_basic_map_free(bmap);
4132         return NULL;
4133 }
4134
4135 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4136  *
4137  *              f - m d >= 0
4138  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4139  *
4140  * Note that the second constraint is the negation of
4141  *
4142  *              f - m d >= n
4143  */
4144 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4145         unsigned pos, isl_int *div)
4146 {
4147         int i, j;
4148         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4149
4150         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4151         if (i < 0)
4152                 return -1;
4153         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4154         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4155
4156         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4157         if (j < 0)
4158                 return -1;
4159         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4160         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4161         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4162         return j;
4163 }
4164
4165 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4166         unsigned pos, isl_int *div)
4167 {
4168         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4169                                                         pos, div);
4170 }
4171
4172 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4173 {
4174         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4175         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4176
4177         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4178                                                         bmap->div[div]);
4179 }
4180
4181 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4182                 struct isl_basic_map *bmap)
4183 {
4184         if (!bmap)
4185                 goto error;
4186         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4187             bmap->n_div == 0 &&
4188             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4189             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4190                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4191         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4192         if (!bmap)
4193                 goto error;
4194         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4195         if (!bmap->dim)
4196                 goto error;
4197         bmap->extra -= bmap->n_div;
4198         bmap->n_div = 0;
4199         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4200         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4201 error:
4202         return NULL;
4203 }
4204
4205 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4206                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4207 {
4208         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4209 }
4210
4211 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4212         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4213 {
4214         struct isl_basic_map *bmap;
4215         struct isl_ctx *ctx;
4216         unsigned total;
4217         int i;
4218
4219         if (!bset || !like)
4220                 goto error;
4221         ctx = bset->ctx;
4222         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4223         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4224         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4225                         goto error);
4226         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4227                 isl_basic_map_free(like);
4228                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4229         }
4230         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4231         if (!bset)
4232                 goto error;
4233         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4234         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4235         isl_space_free(bmap->dim);
4236         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4237         if (!bmap->dim)
4238                 goto error;
4239         bmap->n_div = like->n_div;
4240         bmap->extra += like->n_div;
4241         if (bmap->extra) {
4242                 unsigned ltotal;
4243                 isl_int **div;
4244                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4245                 if (ltotal > total)
4246                         ltotal = total;
4247                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4248                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4249                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4250                         goto error;
4251                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4252                 if (!div)
4253                         goto error;
4254                 bmap->div = div;
4255                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4256                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4257                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4258                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4259                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4260                 }
4261                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4262                                                         0, 2 * like->n_div);
4263                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4264                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4265                                 continue;
4266                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4267                                 goto error;
4268                 }
4269         }
4270         isl_basic_map_free(like);
4271         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4272         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4273         return bmap;
4274 error:
4275         isl_basic_map_free(like);
4276         isl_basic_set_free(bset);
4277         return NULL;
4278 }
4279
4280 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4281         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4282 {
4283         return (struct isl_basic_set *)
4284                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4285 }
4286
4287 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4288         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4289 {
4290         int i;
4291
4292         if (!set || !like)
4293                 goto error;
4294         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4295                     goto error);
4296         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4297                 isl_basic_set_free(like);
4298                 return set;
4299         }
4300         set = isl_set_cow(set);
4301         if (!set)
4302                 goto error;
4303         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4304                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4305                                                       isl_basic_set_copy(like));
4306                 if (!set->p[i])
4307                         goto error;
4308         }
4309         isl_space_free(set->dim);
4310         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4311         if (!set->dim)
4312                 goto error;
4313         isl_basic_set_free(like);
4314         return set;
4315 error:
4316         isl_basic_set_free(like);
4317         isl_set_free(set);
4318         return NULL;
4319 }
4320
4321 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4322 {
4323         int i;
4324
4325         map = isl_map_cow(map);
4326         if (!map)
4327                 return NULL;
4328         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4329         if (!map->dim)
4330                 goto error;
4331
4332         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4333                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4334                                 goto error);
4335         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4336                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4337                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4338                 if (!map->p[i])
4339                         goto error;
4340         }
4341         if (map->n == 0)
4342                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4343         else {
4344                 isl_space_free(map->dim);
4345                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4346         }
4347         if (!map->dim)
4348                 goto error;
4349         return (struct isl_set *)map;
4350 error:
4351         isl_map_free(map);
4352         return NULL;
4353 }
4354
4355 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4356 {
4357         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4358 }
4359
4360 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4361         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4362 {
4363         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4364         if (!bmap || !dim)
4365                 goto error;
4366
4367         isl_space_free(bmap->dim);
4368         bmap->dim = dim;
4369
4370         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4371
4372         return bmap;
4373 error:
4374         isl_basic_map_free(bmap);
4375         isl_space_free(dim);
4376         return NULL;
4377 }
4378
4379 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4380         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4381 {
4382         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4383                                                         dim);
4384 }
4385
4386 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4387         __isl_take isl_space *dim)
4388 {
4389         int i;
4390
4391         map = isl_map_cow(map);
4392         if (!map || !dim)
4393                 goto error;
4394
4395         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4396                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4397                                                     isl_space_copy(dim));
4398                 if (!map->p[i])
4399                         goto error;
4400         }
4401         isl_space_free(map->dim);
4402         map->dim = dim;
4403
4404         return map;
4405 error:
4406         isl_map_free(map);
4407         isl_space_free(dim);
4408         return NULL;
4409 }
4410
4411 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4412         __isl_take isl_space *dim)
4413 {
4414         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4415 }
4416
4417 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4418  */
4419 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4420 {
4421         isl_space *space;
4422         unsigned n;
4423
4424         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4425                 return bset;
4426
4427         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4428         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4429         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4430         space = isl_space_params(space);
4431         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4432         return bset;
4433 }
4434
4435 /* Compute the parameter domain of the given set.
4436  */
4437 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4438 {
4439         isl_space *space;
4440         unsigned n;
4441
4442         if (isl_set_is_params(set))
4443                 return set;
4444
4445         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4446         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4447         space = isl_set_get_space(set);
4448         space = isl_space_params(space);
4449         set = isl_set_reset_space(set, space);
4450         return set;
4451 }
4452
4453 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4454  */
4455 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4456 {
4457         isl_space *space;
4458         space = isl_set_get_space(set);
4459         space = isl_space_set_from_params(space);
4460         set = isl_set_reset_space(set, space);
4461         return set;
4462 }
4463
4464 /* Compute the parameter domain of the given map.
4465  */
4466 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4467 {
4468         isl_space *space;
4469         unsigned n;
4470
4471         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4472         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4473         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4474         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4475         space = isl_map_get_space(map);
4476         space = isl_space_params(space);
4477         map = isl_map_reset_space(map, space);
4478         return map;
4479 }
4480
4481 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4482 {
4483         isl_space *dim;
4484         struct isl_basic_set *domain;
4485         unsigned n_in;
4486         unsigned n_out;
4487
4488         if (!bmap)
4489                 return NULL;
4490         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4491
4492         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4493         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4494         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4495         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4496
4497         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4498
4499         return domain;
4500 }
4501
4502 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4503 {
4504         if (!bmap)
4505                 return -1;
4506         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4507 }
4508
4509 /* Is this basic map actually a set?
4510  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4511  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4512  */
4513 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4514 {
4515         if (!bmap)
4516                 return -1;
4517         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4518 }
4519
4520 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4521 {
4522         if (!bmap)
4523                 return NULL;
4524         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4525                 return bmap;
4526         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4527 }
4528
4529 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4530         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4531 {
4532         int i, k;
4533         isl_space *dim;
4534         isl_basic_map *domain;
4535         int nparam, n_in, n_out;
4536         unsigned total;
4537
4538         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4539         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4540         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4541
4542         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4543         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4544
4545         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4546         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4547         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4548
4549         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4550
4551         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4552                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4553                 if (k < 0)
4554                         goto error;
4555                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4556                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4557                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4558         }
4559
4560         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4561         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4562 error:
4563         isl_basic_map_free(bmap);
4564         return NULL;
4565 }
4566
4567 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4568         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4569 {
4570         int i, k;
4571         isl_space *dim;
4572         isl_basic_map *range;
4573         int nparam, n_in, n_out;
4574         unsigned total;
4575
4576         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4577         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4578         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4579
4580         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4581         range = isl_basic_map_universe(dim);
4582
4583         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4584         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4585         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4586
4587         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4588
4589         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4590                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4591                 if (k < 0)
4592                         goto error;
4593                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4594                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4595                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4596         }
4597
4598         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4599         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4600 error:
4601         isl_basic_map_free(bmap);
4602         return NULL;
4603 }
4604
4605 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4606 {
4607         if (!map)
4608                 return -1;
4609         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4610 }
4611
4612 /* Is this map actually a set?
4613  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4614  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4615  */
4616 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4617 {
4618         if (!map)
4619                 return -1;
4620         return isl_space_is_set(map->dim);
4621 }
4622
4623 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4624 {
4625         int i;
4626         struct isl_set *set;
4627
4628         if (!map)
4629                 goto error;
4630         if (isl_map_is_set(map))
4631                 return (isl_set *)map;
4632
4633         map = isl_map_cow(map);
4634         if (!map)
4635                 goto error;
4636
4637         set = (struct isl_set *) map;
4638         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4639         if (!set->dim)
4640                 goto error;
4641         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4642                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4643                 if (!set->p[i])
4644                         goto error;
4645         }
4646         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4647         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4648         return set;
4649 error:
4650         isl_map_free(map);
4651         return NULL;
4652 }
4653
4654 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4655 {
4656         int i;
4657         isl_space *domain_dim;
4658
4659         map = isl_map_cow(map);
4660         if (!map)
4661                 return NULL;
4662
4663         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4664         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4665         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4666         if (!map->dim)
4667                 goto error;
4668         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4669                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4670                 if (!map->p[i])
4671                         goto error;
4672         }
4673         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4674         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4675         return map;
4676 error:
4677         isl_map_free(map);
4678         return NULL;
4679 }
4680
4681 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4682 {
4683         int i;
4684         isl_space *range_dim;
4685
4686         map = isl_map_cow(map);
4687         if (!map)
4688                 return NULL;
4689
4690         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4691         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4692         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4693         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4694         if (!map->dim)
4695                 goto error;
4696         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4697                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4698                 if (!map->p[i])
4699                         goto error;
4700         }
4701         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4702         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4703         return map;
4704 error:
4705         isl_map_free(map);
4706         return NULL;
4707 }
4708
4709 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4710         __isl_take isl_space *dim)
4711 {
4712         int i;
4713         struct isl_map *map = NULL;
4714
4715         set = isl_set_cow(set);
4716         if (!set || !dim)
4717                 goto error;
4718         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4719         map = (struct isl_map *)set;
4720         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4721                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4722                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4723                 if (!map->p[i])
4724                         goto error;
4725         }
4726         isl_space_free(map->dim);
4727         map->dim = dim;
4728         return map;
4729 error:
4730         isl_space_free(dim);
4731         isl_set_free(set);
4732         return NULL;
4733 }
4734
4735 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4736         __isl_take isl_basic_set *bset)
4737 {
4738         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4739 }
4740
4741 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4742         __isl_take isl_basic_set *bset)
4743 {
4744         isl_space *space;
4745         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4746         space = isl_space_from_range(space);
4747         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4748         return (isl_basic_map *)bset;
4749 }
4750
4751 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4752 {
4753         isl_space *space;
4754         space = isl_set_get_space(set);
4755         space = isl_space_from_range(space);
4756         set = isl_set_reset_space(set, space);
4757         return (struct isl_map *)set;
4758 }
4759
4760 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4761 {
4762         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4763 }
4764
4765 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4766         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4767 {
4768         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4769 }
4770
4771 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4772         __isl_take isl_set *range)
4773 {
4774         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4775 }
4776
4777 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4778 {
4779         int i;
4780         struct isl_set *set = NULL;
4781
4782         if (!map)
4783                 return NULL;
4784         map = isl_map_cow(map);
4785         if (!map)
4786                 return NULL;
4787         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4788         if (!map->dim)
4789                 goto error;
4790         set = (struct isl_set *)map;
4791         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4792                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4793                 if (!set->p[i])
4794                         goto error;
4795         }
4796         return set;
4797 error:
4798         isl_map_free(map);
4799         return NULL;
4800 }
4801
4802 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4803         unsigned flags)
4804 {
4805         struct isl_map *map;
4806
4807         if (!dim)
4808                 return NULL;
4809         if (n < 0)
4810                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4811                         "negative number of basic maps", goto error);
4812         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4813                         sizeof(struct isl_map) +
4814                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4815         if (!map)
4816                 goto error;
4817
4818         map->ctx = dim->ctx;
4819         isl_ctx_ref(map->ctx);
4820         map->ref = 1;
4821         map->size = n;
4822         map->n = 0;
4823         map->dim = dim;
4824         map->flags = flags;
4825         return map;
4826 error:
4827         isl_space_free(dim);
4828         return NULL;
4829 }
4830
4831 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4832                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4833                 unsigned flags)
4834 {
4835         struct isl_map *map;
4836         isl_space *dims;
4837
4838         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4839         if (!dims)
4840                 return NULL;
4841
4842         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4843         return map;
4844 }
4845
4846 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4847 {
4848         struct isl_basic_map *bmap;
4849         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4850         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4851         return bmap;
4852 }
4853
4854 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4855 {
4856         struct isl_basic_set *bset;
4857         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4858         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4859         return bset;
4860 }
4861
4862 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4863 {
4864         struct isl_basic_map *bmap;
4865         if (!model)
4866                 return NULL;
4867         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4868         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4869         return bmap;
4870 }
4871
4872 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4873 {
4874         struct isl_basic_map *bmap;
4875         if (!model)
4876                 return NULL;
4877         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4878         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4879         return bmap;
4880 }
4881
4882 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4883 {
4884         struct isl_basic_set *bset;
4885         if (!model)
4886                 return NULL;
4887         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4888         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4889         return bset;
4890 }
4891
4892 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4893 {
4894         struct isl_basic_map *bmap;
4895         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4896         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4897         return bmap;
4898 }
4899
4900 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4901 {
4902         struct isl_basic_set *bset;
4903         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4904         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4905         return bset;
4906 }
4907
4908 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4909 {
4910         int i;
4911         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4912         isl_basic_map *bmap;
4913
4914         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4915         for (i = 0; i < total; ++i) {
4916                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4917                 if (k < 0)
4918                         goto error;
4919                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4920                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4921         }
4922         return bmap;
4923 error:
4924         isl_basic_map_free(bmap);
4925         return NULL;
4926 }
4927
4928 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4929 {
4930         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4931 }
4932
4933 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4934 {
4935         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4936 }
4937
4938 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4939 {
4940         return isl_map_nat_universe(dim);
4941 }
4942
4943 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4944                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4945 {
4946         if (!model)
4947                 return NULL;
4948         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4949 }
4950
4951 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4952 {
4953         if (!model)
4954                 return NULL;
4955         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4956 }
4957
4958 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4959         __isl_keep isl_set *model)
4960 {
4961         if (!model)
4962                 return NULL;
4963         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4964 }
4965
4966 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4967 {
4968         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4969 }
4970
4971 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4972 {
4973         if (!model)
4974                 return NULL;
4975         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4976 }
4977
4978 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4979 {
4980         if (!model)
4981                 return NULL;
4982         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4983 }
4984
4985 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4986 {
4987         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4988 }
4989
4990 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4991 {
4992         if (!model)
4993                 return NULL;
4994         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4995 }
4996
4997 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4998 {
4999         struct isl_map *map;
5000         if (!dim)
5001                 return NULL;
5002         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5003         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5004         return map;
5005 }
5006
5007 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5008 {
5009         struct isl_set *set;
5010         if (!dim)
5011                 return NULL;
5012         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5013         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5014         return set;
5015 }
5016
5017 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5018 {
5019         if (!model)
5020                 return NULL;
5021         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5022 }
5023
5024 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5025 {
5026         int i;
5027         struct isl_map *dup;
5028
5029         if (!map)
5030                 return NULL;
5031         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5032         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5033                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5034         return dup;
5035 }
5036
5037 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5038                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5039 {
5040         if (!bmap || !map)
5041                 goto error;
5042         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5043                 isl_basic_map_free(bmap);
5044                 return map;
5045         }
5046         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5047         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5048         map->p[map->n] = bmap;
5049         map->n++;
5050         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5051         return map;
5052 error:
5053         if (map)
5054                 isl_map_free(map);
5055         if (bmap)
5056                 isl_basic_map_free(bmap);
5057         return NULL;
5058 }
5059
5060 void isl_map_free(struct isl_map *map)
5061 {
5062         int i;
5063
5064         if (!map)
5065                 return;
5066
5067         if (--map->ref > 0)
5068                 return;
5069
5070         isl_ctx_deref(map->ctx);
5071         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5072                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5073         isl_space_free(map->dim);
5074         free(map);
5075 }
5076
5077 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5078                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5079 {
5080         int i;
5081
5082         base = isl_map_cow(base);
5083         if (!base)
5084                 return NULL;
5085
5086         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5087         if (!base->dim)
5088                 goto error;
5089         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5090                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5091                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5092                 if (!base->p[i])
5093                         goto error;
5094         }
5095         return base;
5096 error:
5097         isl_map_free(base);
5098         return NULL;
5099 }
5100
5101 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5102                 unsigned nparam, unsigned dim)
5103 {
5104         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5105                                                         nparam, 0, dim);
5106 }
5107
5108 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5109         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5110 {
5111         int j;
5112
5113         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5114         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5115         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5116         if (j < 0)
5117                 goto error;
5118         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5119         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5120         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5121         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5122         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5123 error:
5124         isl_basic_map_free(bmap);
5125         return NULL;
5126 }
5127
5128 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5129         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5130 {
5131         int j;
5132
5133         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5134         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5135         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5136         if (j < 0)
5137                 goto error;
5138         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5139         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5140         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5141         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5142         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5143 error:
5144         isl_basic_map_free(bmap);
5145         return NULL;
5146 }
5147
5148 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5149                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5150 {
5151         if (!bmap)
5152                 return NULL;
5153         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5154         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5155                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5156 error:
5157         isl_basic_map_free(bmap);
5158         return NULL;
5159 }
5160
5161 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5162                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5163 {
5164         if (!bmap)
5165                 return NULL;
5166         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5167         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5168                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5169 error:
5170         isl_basic_map_free(bmap);
5171         return NULL;
5172 }
5173
5174 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5175                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5176 {
5177         return (struct isl_basic_set *)
5178                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5179                                         type, pos, value);
5180 }
5181
5182 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5183                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5184 {
5185         return (struct isl_basic_set *)
5186                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5187                                         type, pos, value);
5188 }
5189
5190 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5191                 unsigned input, int value)
5192 {
5193         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5194 }
5195
5196 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5197                 unsigned dim, int value)
5198 {
5199         return (struct isl_basic_set *)
5200                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5201                                         isl_dim_set, dim, value);
5202 }
5203
5204 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5205 {
5206         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5207
5208         if (empty < 0)
5209                 return -1;
5210         if (!empty)
5211                 return 0;
5212
5213         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5214         if (i != map->n - 1) {
5215                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5216                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5217         }
5218         map->n--;
5219
5220         return 0;
5221 }
5222
5223 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5224                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5225 {
5226         int i;
5227
5228         map = isl_map_cow(map);
5229         if (!map)
5230                 return NULL;
5231
5232         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5233         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5234                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5235                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5236                         goto error;
5237         }
5238         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5239         return map;
5240 error:
5241         isl_map_free(map);
5242         return NULL;
5243 }
5244
5245 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5246                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5247 {
5248         return (struct isl_set *)
5249                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5250 }
5251
5252 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5253                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5254 {
5255         int i;
5256
5257         map = isl_map_cow(map);
5258         if (!map)
5259                 return NULL;
5260
5261         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5262         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5263                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5264                 if (!map->p[i])
5265                         goto error;
5266         }
5267         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5268         return map;
5269 error:
5270         isl_map_free(map);
5271         return NULL;
5272 }
5273
5274 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5275                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5276 {
5277         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5278 }
5279
5280 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5281                 unsigned input, int value)
5282 {
5283         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5284 }
5285
5286 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5287 {
5288         return (struct isl_set *)
5289                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5290 }
5291
5292 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5293         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5294         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5295 {
5296         int j;
5297
5298         if (!bmap)
5299                 return NULL;
5300         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5301         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5302         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5303         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5304         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5305         if (j < 0)
5306                 goto error;
5307         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5308         if (upper) {
5309                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5310                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5311         } else {
5312                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5313                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5314         }
5315         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5316         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5317 error:
5318         isl_basic_map_free(bmap);
5319         return NULL;
5320 }
5321
5322 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5323         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5324         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5325 {
5326         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5327 }
5328
5329 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5330         unsigned dim, isl_int value)
5331 {
5332         int j;
5333
5334         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5335         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5336         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5337         if (j < 0)
5338                 goto error;
5339         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5340         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5341         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5342         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5343         return isl_basic_set_finalize(bset);
5344 error:
5345         isl_basic_set_free(bset);
5346         return NULL;
5347 }
5348
5349 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5350         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5351 {
5352         int i;
5353
5354         map = isl_map_cow(map);
5355         if (!map)
5356                 return NULL;
5357
5358         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5359         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5360                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5361                                                  type, pos, value, upper);
5362                 if (!map->p[i])
5363                         goto error;
5364         }
5365         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5366         return map;
5367 error:
5368         isl_map_free(map);
5369         return NULL;
5370 }
5371
5372 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5373         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5374 {
5375         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5376 }
5377
5378 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5379         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5380 {
5381         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5382 }
5383
5384 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5385                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5386 {
5387         return (struct isl_set *)
5388                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5389 }
5390
5391 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5392         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5393 {
5394         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5395 }
5396
5397 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5398  * is set) to "value".
5399  */
5400 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5401         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5402         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5403 {
5404         int j;
5405
5406         if (!bmap)
5407                 return NULL;
5408         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5409                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5410                         "index out of bounds", goto error);
5411         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5412         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5413         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5414         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5415         if (j < 0)
5416                 goto error;
5417         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5418         if (upper) {
5419                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5420                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5421         } else {
5422                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5423                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5424         }
5425         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5426         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5427 error:
5428         isl_basic_map_free(bmap);
5429         return NULL;
5430 }
5431
5432 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5433  * is set) to "value".
5434  */
5435 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5436         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5437 {
5438         int i;
5439
5440         map = isl_map_cow(map);
5441         if (!map)
5442                 return NULL;
5443
5444         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5445                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5446                         "index out of bounds", goto error);
5447         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5448                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5449                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5450                         goto error;
5451         }
5452         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5453         return map;
5454 error:
5455         isl_map_free(map);
5456         return NULL;
5457 }
5458
5459 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5460         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5461 {
5462         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5463 }
5464
5465 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5466         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5467 {
5468         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5469 }
5470
5471 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5472         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5473 {
5474         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5475 }
5476
5477 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5478         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5479 {
5480         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5481 }
5482
5483 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5484                                         isl_int value)
5485 {
5486         int i;
5487
5488         set = isl_set_cow(set);
5489         if (!set)
5490                 return NULL;
5491
5492         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5493         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5494                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5495                 if (!set->p[i])
5496                         goto error;
5497         }
5498         return set;
5499 error:
5500         isl_set_free(set);
5501         return NULL;
5502 }
5503
5504 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5505 {
5506         int i;
5507
5508         map = isl_map_cow(map);
5509         if (!map)
5510                 return NULL;
5511
5512         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5513         if (!map->dim)
5514                 goto error;
5515         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5516                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5517                 if (!map->p[i])
5518                         goto error;
5519         }
5520         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5521         return map;
5522 error:
5523         isl_map_free(map);
5524         return NULL;
5525 }
5526
5527 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5528                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5529                 struct isl_set **empty, int max)
5530 {
5531         if (!bmap)
5532                 goto error;
5533         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5534                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5535         else
5536                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5537 error:
5538         isl_basic_map_free(bmap);
5539         isl_basic_set_free(dom);
5540         if (empty)
5541                 *empty = NULL;
5542         return NULL;
5543 }
5544
5545 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5546                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5547                 struct isl_set **empty)
5548 {
5549         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5550 }
5551
5552 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5553                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5554                 struct isl_set **empty)
5555 {
5556         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5557 }
5558
5559 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5560                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5561                 struct isl_set **empty)
5562 {
5563         return (struct isl_set *)
5564                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5565                         dom, empty);
5566 }
5567
5568 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5569                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5570                 struct isl_set **empty)
5571 {
5572         return (struct isl_set *)
5573                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5574                         dom, empty);
5575 }
5576
5577 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5578         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5579         __isl_give isl_set **empty)
5580 {
5581         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5582 }
5583
5584 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5585         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5586         __isl_give isl_set **empty)
5587 {
5588         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5589 }
5590
5591 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5592         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5593         __isl_give isl_set **empty)
5594 {
5595         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5596 }
5597
5598 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5599         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5600         __isl_give isl_set **empty)
5601 {
5602         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5603 }
5604
5605 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5606         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5607 {
5608         isl_basic_set *dom = NULL;
5609         isl_space *dom_space;
5610
5611         if (!bmap)
5612                 goto error;
5613         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5614         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5615         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5616 error:
5617         isl_basic_map_free(bmap);
5618         return NULL;
5619 }
5620
5621 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5622         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5623 {
5624         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5625 }
5626
5627 #undef TYPE
5628 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5629 #undef SUFFIX
5630 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5631 #undef EMPTY
5632 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5633 #undef ADD
5634 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5635 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5636
5637 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5638  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5639  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5640  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5641  *
5642  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5643  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5644  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5645  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5646  * update both "res" and "todo".
5647  */
5648 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5649         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5650         __isl_give isl_set **empty, int max)
5651 {
5652         int i;
5653         isl_pw_multi_aff *res;
5654         isl_set *todo;
5655
5656         if (!map || !dom)
5657                 goto error;
5658
5659         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5660                 if (empty)
5661                         *empty = dom;
5662                 else
5663                         isl_set_free(dom);
5664                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5665         }
5666
5667         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5668                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5669                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5670
5671         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5672                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5673                 isl_set *todo_i;
5674
5675                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5676                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5677                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5678
5679                 if (max)
5680                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5681                 else
5682                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5683
5684                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5685         }
5686
5687         isl_set_free(dom);
5688         isl_map_free(map);
5689
5690         if (empty)
5691                 *empty = todo;
5692         else
5693                 isl_set_free(todo);
5694
5695         return res;
5696 error:
5697         if (empty)
5698                 *empty = NULL;
5699         isl_set_free(dom);
5700         isl_map_free(map);
5701         return NULL;
5702 }
5703
5704 #undef TYPE
5705 #define TYPE    isl_map
5706 #undef SUFFIX
5707 #define SUFFIX
5708 #undef EMPTY
5709 #define EMPTY   isl_map_empty
5710 #undef ADD
5711 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5712 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5713
5714 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5715  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5716  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5717  *
5718  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5719  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5720  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5721  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5722  * update both "res" and "todo".
5723  *
5724  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5725  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5726  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5727  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5728  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5729  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5730  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5731  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5732  * for the ith basic map, i.e.,
5733  *
5734  *      todo^i = todo^k * todo_i
5735  *
5736  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5737  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5738  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5739  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5740  * the lexicographic order.)
5741  * In practice, we compute
5742  *
5743  *      res^k * (res_i . "<=")
5744  *
5745  * and
5746  *
5747  *      res_i * (res^k . "<")
5748  *
5749  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5750  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5751  * that one, i.e.,
5752  *
5753  *      res^k * todo_i
5754  * and
5755  *      res_i * todo^k
5756  *
5757  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5758  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5759  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5760  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5761  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5762  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5763  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5764  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5765  * the previous basic maps.
5766  */
5767 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5768                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5769                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5770 {
5771         int i;
5772         struct isl_map *res;
5773         struct isl_set *todo;
5774
5775         if (!map || !dom)
5776                 goto error;
5777
5778         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5779                 if (empty)
5780                         *empty = dom;
5781                 else
5782                         isl_set_free(dom);
5783                 return map;
5784         }
5785
5786         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5787                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5788
5789         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5790                 isl_map *lt, *le;
5791                 isl_map *res_i;
5792                 isl_set *todo_i;
5793                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5794
5795                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5796                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5797
5798                 if (max) {
5799                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5800                         le = isl_map_lex_le(dim);
5801                 } else {
5802                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5803                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5804                 }
5805                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5806                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5807                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5808                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5809
5810                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5811                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5812                                                         isl_set_copy(todo_i));
5813                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5814                                                         isl_set_copy(todo));
5815                 }
5816
5817                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5818                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5819                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5820
5821                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5822         }
5823
5824         isl_set_free(dom);
5825         isl_map_free(map);
5826
5827         if (empty)
5828                 *empty = todo;
5829         else
5830                 isl_set_free(todo);
5831
5832         return res;
5833 error:
5834         if (empty)
5835                 *empty = NULL;
5836         isl_set_free(dom);
5837         isl_map_free(map);
5838         return NULL;
5839 }
5840
5841 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5842                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5843                 __isl_give isl_set **empty)
5844 {
5845         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5846 }
5847
5848 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5849                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5850                 __isl_give isl_set **empty)
5851 {
5852         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5853 }
5854
5855 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5856                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5857                 __isl_give isl_set **empty)
5858 {
5859         return (struct isl_set *)
5860                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5861                         dom, empty);
5862 }
5863
5864 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5865                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5866                 __isl_give isl_set **empty)
5867 {
5868         return (struct isl_set *)
5869                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5870                         dom, empty);
5871 }
5872
5873 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5874 {
5875         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5876         isl_space *dom_dim;
5877
5878         if (!bmap)
5879                 goto error;
5880         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5881         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5882         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5883 error:
5884         isl_basic_map_free(bmap);
5885         return NULL;
5886 }
5887
5888 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5889 {
5890         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5891 }
5892
5893 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5894 {
5895         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5896 }
5897
5898 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5899 {
5900         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5901 }
5902
5903 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5904 {
5905         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5906 }
5907
5908 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5909 {
5910         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5911 }
5912
5913 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5914 {
5915         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5916 }
5917
5918 /* Extract the first and only affine expression from list
5919  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5920  * This domain is known to be disjoint from other domains
5921  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
5922  */
5923 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5924         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5925 {
5926         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5927         isl_aff *aff;
5928         isl_pw_aff **pwaff = user;
5929         isl_pw_aff *pwaff_i;
5930
5931         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5932                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5933                         "expecting single element list", goto error);
5934
5935         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5936         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5937
5938         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5939
5940         isl_aff_list_free(list);
5941
5942         return 0;
5943 error:
5944         isl_basic_set_free(dom);
5945         isl_aff_list_free(list);
5946         return -1;
5947 }
5948
5949 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
5950  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
5951  *
5952  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
5953  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5954  */
5955 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
5956         int max)
5957 {
5958         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
5959         isl_pw_aff *pwaff;
5960         int r;
5961
5962         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
5963         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
5964         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5965
5966         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5967         if (r < 0)
5968                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5969
5970         return pwaff;
5971 }
5972
5973 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
5974  * as a function of the parameters and the input dimensions,
5975  * but independently of the other output dimensions.
5976  *
5977  * We first project out the other output dimension and then compute
5978  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
5979  * using isl_pw_aff_union_max.
5980  */
5981 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
5982         int max)
5983 {
5984         int i;
5985         isl_pw_aff *pwaff;
5986         unsigned n_out;
5987
5988         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
5989         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
5990         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
5991         if (!map)
5992                 return NULL;
5993
5994         if (map->n == 0) {
5995                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
5996                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
5997                 isl_map_free(map);
5998                 return isl_pw_aff_empty(dim);
5999         }
6000
6001         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6002         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6003                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6004
6005                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6006                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6007         }
6008
6009         isl_map_free(map);
6010
6011         return pwaff;
6012 }
6013
6014 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6015  * parameters and input dimensions, but independently of
6016  * the other output dimensions.
6017  */
6018 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6019 {
6020         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6021 }
6022
6023 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6024  * as a function of the parameters,
6025  * but independently of the other set dimensions.
6026  */
6027 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6028         int max)
6029 {
6030         return map_dim_opt(set, pos, max);
6031 }
6032
6033 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6034  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6035  */
6036 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6037 {
6038         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6039 }
6040
6041 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6042  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6043  */
6044 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6045 {
6046         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6047 }
6048
6049 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6050  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6051  */
6052 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6053         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6054 {
6055         unsigned nparam;
6056
6057         if (!bset || !mat)
6058                 goto error;
6059
6060         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6061         if (!bset->dim)
6062                 goto error;
6063
6064         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6065
6066         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6067
6068         bset->dim->nparam = 0;
6069         bset->dim->n_out = nparam;
6070         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6071         if (bset) {
6072                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6073                 bset->dim->n_out = 0;
6074         }
6075         return bset;
6076 error:
6077         isl_mat_free(mat);
6078         isl_basic_set_free(bset);
6079         return NULL;
6080 }
6081
6082 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6083  * set is assumed to have only parameters and divs.
6084  */
6085 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6086         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6087 {
6088         isl_space *dim = NULL;
6089         unsigned nparam;
6090
6091         if (!set || !mat)
6092                 goto error;
6093
6094         dim = isl_space_copy(set->dim);
6095         dim = isl_space_cow(dim);
6096         if (!dim)
6097                 goto error;
6098
6099         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6100
6101         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6102
6103         dim->nparam = 0;
6104         dim->n_out = nparam;
6105         isl_set_reset_space(set, dim);
6106         set = isl_set_preimage(set, mat);
6107         if (!set)
6108                 goto error2;
6109         dim = isl_space_copy(set->dim);
6110         dim = isl_space_cow(dim);
6111         if (!dim)
6112                 goto error2;
6113         dim->nparam = dim->n_out;
6114         dim->n_out = 0;
6115         isl_set_reset_space(set, dim);
6116         return set;
6117 error:
6118         isl_space_free(dim);
6119         isl_mat_free(mat);
6120 error2:
6121         isl_set_free(set);
6122         return NULL;
6123 }
6124
6125 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6126  * equalities in "eq".
6127  */
6128 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6129         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6130 {
6131         int i, k;
6132         unsigned len;
6133
6134         if (!bset || !eq)
6135                 goto error;
6136
6137         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6138                                         eq->n_row, 0);
6139         if (!bset)
6140                 goto error;
6141
6142         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6143         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6144                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6145                 if (k < 0)
6146                         goto error;
6147                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6148                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6149         }
6150         isl_mat_free(eq);
6151
6152         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6153         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6154
6155         return bset;
6156 error:
6157         isl_mat_free(eq);
6158         isl_basic_set_free(bset);
6159         return NULL;
6160 }
6161
6162 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6163  * equalities in "eq".
6164  */
6165 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6166         struct isl_mat *eq)
6167 {
6168         int i;
6169
6170         if (!set || !eq)
6171                 goto error;
6172
6173         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6174                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6175                                         isl_mat_copy(eq));
6176                 if (!set->p[i])
6177                         goto error;
6178         }
6179         isl_mat_free(eq);
6180         return set;
6181 error:
6182         isl_mat_free(eq);
6183         isl_set_free(set);
6184         return NULL;
6185 }
6186
6187 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6188  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6189  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6190  * The output has the same parameters, but only
6191  * explicit existentially quantified variables.
6192  *
6193  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6194  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6195  * among the parameters by performing a variable compression on
6196  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6197  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6198  */
6199 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6200 {
6201         int i, j;
6202         struct isl_mat *eq;
6203         struct isl_mat *T, *T2;
6204         struct isl_set *set;
6205         unsigned nparam, n_div;
6206
6207         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6208         if (!bset)
6209                 return NULL;
6210
6211         if (bset->n_eq == 0)
6212                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6213
6214         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6215
6216         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6217         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6218
6219         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6220                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6221                         ++i;
6222         }
6223         if (i == bset->n_eq)
6224                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6225
6226         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6227                 0, 1 + nparam);
6228         eq = isl_mat_cow(eq);
6229         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6230         if (T && T->n_col == 0) {
6231                 isl_mat_free(T);
6232                 isl_mat_free(T2);
6233                 isl_mat_free(eq);
6234                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6235                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6236         }
6237         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6238
6239         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6240         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6241         set = set_append_equalities(set, eq);
6242         return set;
6243 }
6244
6245 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6246  * quantified variables.
6247  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6248  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6249  * no input or output dimensions and the dimension specification
6250  * is reset to that of the input.
6251  */
6252 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6253 {
6254         struct isl_basic_set *bset;
6255         struct isl_set *set;
6256         struct isl_map *map;
6257         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6258         unsigned         nparam;
6259         unsigned         n_in;
6260         unsigned         n_out;
6261
6262         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6263         if (!bmap)
6264                 return NULL;
6265
6266         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6267         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6268         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6269         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6270         if (!dim)
6271                 goto error;
6272
6273         orig_dim = bmap->dim;
6274         bmap->dim = dim;
6275         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6276
6277         set = parameter_compute_divs(bset);
6278         map = (struct isl_map *)set;
6279         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6280
6281         return map;
6282 error:
6283         isl_basic_map_free(bmap);
6284         return NULL;
6285 }
6286
6287 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6288 {
6289         int i;
6290         unsigned off;
6291
6292         if (!bmap)
6293                 return -1;
6294
6295         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6296         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6297                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6298                         return 0;
6299                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6300                                 return -1);
6301         }
6302         return 1;
6303 }
6304
6305 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6306 {
6307         int i;
6308
6309         if (!map)
6310                 return -1;
6311
6312         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6313                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6314                 if (known <= 0)
6315                         return known;
6316         }
6317
6318         return 1;
6319 }
6320
6321 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6322  * expressions for them.  However, this computation may be
6323  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6324  * strictly needed.
6325  */
6326 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6327 {
6328         int known;
6329         struct isl_map *map;
6330
6331         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6332         if (known < 0)
6333                 goto error;
6334         if (known)
6335                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6336
6337         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6338
6339         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6340         if (known < 0)
6341                 goto error;
6342         if (known)
6343                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6344
6345         map = compute_divs(bmap);
6346         return map;
6347 error:
6348         isl_basic_map_free(bmap);
6349         return NULL;
6350 }
6351
6352 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6353 {
6354         int i;
6355         int known;
6356         struct isl_map *res;
6357
6358         if (!map)
6359                 return NULL;
6360         if (map->n == 0)
6361                 return map;
6362
6363         known = map_divs_known(map);
6364         if (known < 0) {
6365                 isl_map_free(map);
6366                 return NULL;
6367         }
6368         if (known)
6369                 return map;
6370
6371         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6372         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6373                 struct isl_map *r2;
6374                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6375                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6376                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6377                 else
6378                         res = isl_map_union(res, r2);
6379         }
6380         isl_map_free(map);
6381
6382         return res;
6383 }
6384
6385 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6386 {
6387         return (struct isl_set *)
6388                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6389 }
6390
6391 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6392 {
6393         return (struct isl_set *)
6394                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6395 }
6396
6397 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6398 {
6399         int i;
6400         struct isl_set *set;
6401
6402         if (!map)
6403                 goto error;
6404
6405         map = isl_map_cow(map);
6406         if (!map)
6407                 return NULL;
6408
6409         set = (struct isl_set *)map;
6410         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6411         if (!set->dim)
6412                 goto error;
6413         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6414                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6415                 if (!set->p[i])
6416                         goto error;
6417         }
6418         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6419         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6420         return set;
6421 error:
6422         isl_map_free(map);
6423         return NULL;
6424 }
6425
6426 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6427         __isl_take isl_map *map2)
6428 {
6429         int i;
6430         unsigned flags = 0;
6431         struct isl_map *map = NULL;
6432
6433         if (!map1 || !map2)
6434                 goto error;
6435
6436         if (map1->n == 0) {
6437                 isl_map_free(map1);
6438                 return map2;
6439         }
6440         if (map2->n == 0) {
6441                 isl_map_free(map2);
6442                 return map1;
6443         }
6444
6445         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6446
6447         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6448             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6449                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6450
6451         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6452                                 map1->n + map2->n, flags);
6453         if (!map)
6454                 goto error;
6455         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6456                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6457                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6458                 if (!map)
6459                         goto error;
6460         }
6461         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6462                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6463                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6464                 if (!map)
6465                         goto error;
6466         }
6467         isl_map_free(map1);
6468         isl_map_free(map2);
6469         return map;
6470 error:
6471         isl_map_free(map);
6472         isl_map_free(map1);
6473         isl_map_free(map2);
6474         return NULL;
6475 }
6476
6477 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6478         __isl_take isl_map *map2)
6479 {
6480         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6481 }
6482
6483 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6484 {
6485         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6486         if (!map1)
6487                 return NULL;
6488         if (map1->n > 1)
6489                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6490         return map1;
6491 }
6492
6493 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6494                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6495 {
6496         return (struct isl_set *)
6497                 isl_map_union_disjoint(
6498                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6499 }
6500
6501 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6502 {
6503         return (struct isl_set *)
6504                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6505 }
6506
6507 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6508         __isl_take isl_set *set)
6509 {
6510         unsigned flags = 0;
6511         struct isl_map *result;
6512         int i, j;
6513
6514         if (!map || !set)
6515                 goto error;
6516
6517         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6518                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6519                         "parameters don't match", goto error);
6520
6521         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6522             !isl_map_compatible_range(map, set))
6523                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6524                         "incompatible spaces", goto error);
6525
6526         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6527                 isl_set_free(set);
6528                 return map;
6529         }
6530
6531         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6532             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6533                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6534
6535         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6536                                         map->n * set->n, flags);
6537         if (!result)
6538                 goto error;
6539         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6540                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6541                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6542                             isl_basic_map_intersect_range(
6543                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6544                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6545                         if (!result)
6546                                 goto error;
6547                 }
6548         isl_map_free(map);
6549         isl_set_free(set);
6550         return result;
6551 error:
6552         isl_map_free(map);
6553         isl_set_free(set);
6554         return NULL;
6555 }
6556
6557 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6558         __isl_take isl_set *set)
6559 {
6560         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6561 }
6562
6563 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6564                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6565 {
6566         return isl_map_reverse(
6567                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6568 }
6569
6570 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6571         __isl_take isl_map *map2)
6572 {
6573         if (!map1 || !map2)
6574                 goto error;
6575         map1 = isl_map_reverse(map1);
6576         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6577         return isl_map_reverse(map1);
6578 error:
6579         isl_map_free(map1);
6580         isl_map_free(map2);
6581         return NULL;
6582 }
6583
6584 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6585         __isl_take isl_map *map2)
6586 {
6587         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6588 }
6589
6590 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6591         __isl_take isl_map *map2)
6592 {
6593         isl_space *dim_result;
6594         struct isl_map *result;
6595         int i, j;
6596
6597         if (!map1 || !map2)
6598                 goto error;
6599
6600         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6601                                   isl_space_copy(map2->dim));
6602
6603         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6604         if (!result)
6605                 goto error;
6606         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6607                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6608                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6609                             isl_basic_map_apply_range(
6610                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6611                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6612                         if (!result)
6613                                 goto error;
6614                 }
6615         isl_map_free(map1);
6616         isl_map_free(map2);
6617         if (result && result->n <= 1)
6618                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6619         return result;
6620 error:
6621         isl_map_free(map1);
6622         isl_map_free(map2);
6623         return NULL;
6624 }
6625
6626 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6627         __isl_take isl_map *map2)
6628 {
6629         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6630 }
6631
6632 /*
6633  * returns range - domain
6634  */
6635 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6636 {
6637         isl_space *dims, *target_dim;
6638         struct isl_basic_set *bset;
6639         unsigned dim;
6640         unsigned nparam;
6641         int i;
6642
6643         if (!bmap)
6644                 goto error;
6645         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6646                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6647                    goto error);
6648         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6649         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6650         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6651         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6652         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6653         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6654         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6655         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6656         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6657         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6658                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6659                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6660                 if (j < 0)
6661                         goto error;
6662                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6663                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6664                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6665                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6666         }
6667         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6668         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6669         return bset;
6670 error:
6671         isl_basic_map_free(bmap);
6672         return NULL;
6673 }
6674
6675 /*
6676  * returns range - domain
6677  */
6678 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6679 {
6680         int i;
6681         isl_space *dim;
6682         struct isl_set *result;
6683
6684         if (!map)
6685                 return NULL;
6686
6687         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6688                                                  map->dim, isl_dim_out),
6689                    goto error);
6690         dim = isl_map_get_space(map);
6691         dim = isl_space_domain(dim);
6692         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6693         if (!result)
6694                 goto error;
6695         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6696                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6697                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6698         isl_map_free(map);
6699         return result;
6700 error:
6701         isl_map_free(map);
6702         return NULL;
6703 }
6704
6705 /*
6706  * returns [domain -> range] -> range - domain
6707  */
6708 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6709         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6710 {
6711         int i, k;
6712         isl_space *dim;
6713         isl_basic_map *domain;
6714         int nparam, n;
6715         unsigned total;
6716
6717         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6718                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6719                         "domain and range don't match", goto error);
6720
6721         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6722         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6723
6724         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6725         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6726
6727         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6728         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6729         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6730
6731         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6732
6733         for (i = 0; i < n; ++i) {
6734                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6735                 if (k < 0)
6736                         goto error;
6737                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6738                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6739                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6740                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6741         }
6742
6743         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6744         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6745 error:
6746         isl_basic_map_free(bmap);
6747         return NULL;
6748 }
6749
6750 /*
6751  * returns [domain -> range] -> range - domain
6752  */
6753 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6754 {
6755         int i;
6756         isl_space *domain_dim;
6757
6758         if (!map)
6759                 return NULL;
6760
6761         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6762                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6763                         "domain and range don't match", goto error);
6764
6765         map = isl_map_cow(map);
6766         if (!map)
6767                 return NULL;
6768
6769         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6770         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6771         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6772         if (!map->dim)
6773                 goto error;
6774         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6775                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6776                 if (!map->p[i])
6777                         goto error;
6778         }
6779         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6780         return map;
6781 error:
6782         isl_map_free(map);
6783         return NULL;
6784 }
6785
6786 __isl_give struct isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6787 {
6788         struct isl_basic_map *bmap;
6789         unsigned nparam;
6790         unsigned dim;
6791         int i;
6792
6793         if (!dims)
6794                 return NULL;
6795
6796         nparam = dims->nparam;
6797         dim = dims->n_out;
6798         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6799         if (!bmap)
6800                 goto error;
6801
6802         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6803                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6804                 if (j < 0)
6805                         goto error;
6806                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6807                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6808                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6809         }
6810         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6811 error:
6812         isl_basic_map_free(bmap);
6813         return NULL;
6814 }
6815
6816 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6817 {
6818         if (!dim)
6819                 return NULL;
6820         if (dim->n_in != dim->n_out)
6821                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6822                         "number of input and output dimensions needs to be "
6823                         "the same", goto error);
6824         return basic_map_identity(dim);
6825 error:
6826         isl_space_free(dim);
6827         return NULL;
6828 }
6829
6830 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6831 {
6832         if (!model || !model->dim)
6833                 return NULL;
6834         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6835 }
6836
6837 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6838 {
6839         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6840 }
6841
6842 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6843 {
6844         if (!model || !model->dim)
6845                 return NULL;
6846         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6847 }
6848
6849 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6850 {
6851         if (!model || !model->dim)
6852                 return NULL;
6853         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6854 }
6855
6856 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6857 {
6858         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6859         isl_map *id;
6860         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6861         return isl_map_intersect_range(id, set);
6862 }
6863
6864 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6865  * values.
6866  */
6867 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6868         __isl_take isl_space *space)
6869 {
6870         int i;
6871         unsigned nparam;
6872         unsigned dim;
6873         struct isl_basic_set *bset;
6874
6875         if (!space)
6876                 return NULL;
6877         nparam = space->nparam;
6878         dim = space->n_out;
6879         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6880         if (!bset)
6881                 return NULL;
6882         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6883                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6884                 if (k < 0)
6885                         goto error;
6886                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6887                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6888         }
6889         return bset;
6890 error:
6891         isl_basic_set_free(bset);
6892         return NULL;
6893 }
6894
6895 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6896  */
6897 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6898         int pos)
6899 {
6900         int k;
6901         isl_basic_set *nonneg;
6902
6903         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6904         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6905         if (k < 0)
6906                 goto error;
6907         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6908         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6909
6910         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6911 error:
6912         isl_basic_set_free(nonneg);
6913         return NULL;
6914 }
6915
6916 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6917  */
6918 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6919 {
6920         int k;
6921         isl_basic_set *neg;
6922
6923         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6924         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6925         if (k < 0)
6926                 goto error;
6927         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6928         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6929         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6930
6931         return isl_basic_set_finalize(neg);
6932 error:
6933         isl_basic_set_free(neg);
6934         return NULL;
6935 }
6936
6937 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6938         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6939 {
6940         int i;
6941         isl_basic_set *nonneg;
6942         isl_basic_set *neg;
6943
6944         if (!set)
6945                 return NULL;
6946         if (n == 0)
6947                 return set;
6948
6949         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6950
6951         for (i = 0; i < n; ++i) {
6952                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6953                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6954                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6955                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6956
6957                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6958         }
6959
6960         return set;
6961 error:
6962         isl_set_free(set);
6963         return NULL;
6964 }
6965
6966 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6967         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6968         void *user)
6969 {
6970         isl_set *half;
6971
6972         if (!set)
6973                 return -1;
6974         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6975                 isl_set_free(set);
6976                 return 0;
6977         }
6978         if (first == len)
6979                 return fn(set, signs, user);
6980
6981         signs[first] = 1;
6982         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6983                                                         1 + first));
6984         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
6985         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
6986                 goto error;
6987
6988         signs[first] = -1;
6989         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6990                                                         1 + first));
6991         half = isl_set_intersect(half, set);
6992         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
6993 error:
6994         isl_set_free(set);
6995         return -1;
6996 }
6997
6998 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
6999  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7000  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7001  * to the sign of the corresponding variable.
7002  */
7003 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7004         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7005         void *user)
7006 {
7007         unsigned nparam;
7008         unsigned nvar;
7009         int *signs;
7010         int r;
7011
7012         if (!set)
7013                 return -1;
7014         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7015                 return 0;
7016
7017         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7018         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7019
7020         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7021
7022         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7023                             fn, user);
7024
7025         free(signs);
7026
7027         return r;
7028 }
7029
7030 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7031 {
7032         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7033 }
7034
7035 int isl_basic_map_is_subset(
7036                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7037 {
7038         int is_subset;
7039         struct isl_map *map1;
7040         struct isl_map *map2;
7041
7042         if (!bmap1 || !bmap2)
7043                 return -1;
7044
7045         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7046         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7047
7048         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7049
7050         isl_map_free(map1);
7051         isl_map_free(map2);
7052
7053         return is_subset;
7054 }
7055
7056 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7057         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7058 {
7059         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7060 }
7061
7062 int isl_basic_map_is_equal(
7063                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7064 {
7065         int is_subset;
7066
7067         if (!bmap1 || !bmap2)
7068                 return -1;
7069         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7070         if (is_subset != 1)
7071                 return is_subset;
7072         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7073         return is_subset;
7074 }
7075
7076 int isl_basic_set_is_equal(
7077                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7078 {
7079         return isl_basic_map_is_equal(
7080                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7081 }
7082
7083 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7084 {
7085         int i;
7086         int is_empty;
7087
7088         if (!map)
7089                 return -1;
7090         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7091                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7092                 if (is_empty < 0)
7093                         return -1;
7094                 if (!is_empty)
7095                         return 0;
7096         }
7097         return 1;
7098 }
7099
7100 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7101 {
7102         return map ? map->n == 0 : -1;
7103 }
7104
7105 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7106 {
7107         return isl_map_plain_is_empty(map);
7108 }
7109
7110 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7111 {
7112         return set ? set->n == 0 : -1;
7113 }
7114
7115 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7116 {
7117         return isl_set_plain_is_empty(set);
7118 }
7119
7120 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7121 {
7122         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7123 }
7124
7125 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7126 {
7127         if (!map1 || !map2)
7128                 return -1;
7129
7130         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7131 }
7132
7133 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7134 {
7135         if (!set1 || !set2)
7136                 return -1;
7137
7138         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7139 }
7140
7141 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7142 {
7143         int is_subset;
7144
7145         if (!map1 || !map2)
7146                 return -1;
7147         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7148         if (is_subset != 1)
7149                 return is_subset;
7150         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7151         return is_subset;
7152 }
7153
7154 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7155 {
7156         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7157 }
7158
7159 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7160                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7161 {
7162         int is_subset;
7163
7164         if (!bmap1 || !bmap2)
7165                 return -1;
7166         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7167         if (is_subset != 1)
7168                 return is_subset;
7169         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7170         if (is_subset == -1)
7171                 return is_subset;
7172         return !is_subset;
7173 }
7174
7175 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7176 {
7177         int is_subset;
7178
7179         if (!map1 || !map2)
7180                 return -1;
7181         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7182         if (is_subset != 1)
7183                 return is_subset;
7184         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7185         if (is_subset == -1)
7186                 return is_subset;
7187         return !is_subset;
7188 }
7189
7190 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7191 {
7192         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7193 }
7194
7195 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7196 {
7197         if (!bmap)
7198                 return -1;
7199         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7200 }
7201
7202 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7203 {
7204         if (!bset)
7205                 return -1;
7206         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7207 }
7208
7209 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7210 {
7211         int i;
7212
7213         if (!map)
7214                 return -1;
7215
7216         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7217                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7218                 if (r < 0 || r)
7219                         return r;
7220         }
7221
7222         return 0;
7223 }
7224
7225 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7226 {
7227         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7228 }
7229
7230 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7231 {
7232         return isl_set_plain_is_universe(set);
7233 }
7234
7235 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7236 {
7237         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7238         struct isl_vec *sample = NULL;
7239         int empty;
7240         unsigned total;
7241
7242         if (!bmap)
7243                 return -1;
7244
7245         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7246                 return 1;
7247
7248         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7249                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7250                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7251                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7252                 isl_basic_map_free(copy);
7253                 return empty;
7254         }
7255
7256         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7257         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7258                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7259                 if (contains < 0)
7260                         return -1;
7261                 if (contains)
7262                         return 0;
7263         }
7264         isl_vec_free(bmap->sample);
7265         bmap->sample = NULL;
7266         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7267         if (!bset)
7268                 return -1;
7269         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7270         if (!sample)
7271                 return -1;
7272         empty = sample->size == 0;
7273         isl_vec_free(bmap->sample);
7274         bmap->sample = sample;
7275         if (empty)
7276                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7277
7278         return empty;
7279 }
7280
7281 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7282 {
7283         if (!bmap)
7284                 return -1;
7285         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7286 }
7287
7288 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7289 {
7290         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7291 }
7292
7293 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7294 {
7295         if (!bset)
7296                 return -1;
7297         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7298 }
7299
7300 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7301 {
7302         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7303 }
7304
7305 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7306 {
7307         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7308 }
7309
7310 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7311         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7312 {
7313         struct isl_map *map;
7314         if (!bmap1 || !bmap2)
7315                 goto error;
7316
7317         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7318
7319         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7320         if (!map)
7321                 goto error;
7322         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7323         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7324         return map;
7325 error:
7326         isl_basic_map_free(bmap1);
7327         isl_basic_map_free(bmap2);
7328         return NULL;
7329 }
7330
7331 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7332                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7333 {
7334         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7335                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7336                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7337 }
7338
7339 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7340 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7341 {
7342         int i;
7343         unsigned off;
7344
7345         if (!bmap)
7346                 return NULL;
7347
7348         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7349
7350         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7351                 int pos;
7352                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7353                         continue;
7354                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7355                                                             bmap->n_div-i);
7356                 if (pos == -1)
7357                         continue;
7358                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7359                 --i;
7360         }
7361         return bmap;
7362 }
7363
7364 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7365 {
7366         return (struct isl_basic_set *)
7367                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7368 }
7369
7370 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7371 {
7372         int i;
7373
7374         if (!map)
7375                 return 0;
7376
7377         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7378                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7379                 if (!map->p[i])
7380                         goto error;
7381         }
7382
7383         return map;
7384 error:
7385         isl_map_free(map);
7386         return NULL;
7387 }
7388
7389 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7390  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7391  * list of divs is given by "div".
7392  */
7393 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7394         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7395 {
7396         int i, j;
7397         int n_div;
7398
7399         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7400         if (!bset || !div)
7401                 goto error;
7402
7403         if (div->n_row < bset->n_div)
7404                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7405                         "not an expansion", goto error);
7406
7407         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7408                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7409                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7410
7411         n_div = bset->n_div;
7412         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7413                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7414                         goto error;
7415
7416         j = n_div - 1;
7417         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7418                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7419                         if (i != j)
7420                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7421                         j--;
7422                 } else {
7423                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7424                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7425                                 goto error;
7426                 }
7427         }
7428
7429         isl_mat_free(div);
7430         return bset;
7431 error:
7432         isl_basic_set_free(bset);
7433         isl_mat_free(div);
7434         return NULL;
7435 }
7436
7437 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7438  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7439  * 
7440  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7441  * of the corresponding div in dst otherwise.
7442  */
7443 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7444                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7445 {
7446         int i;
7447
7448         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7449
7450         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7451         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7452                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7453                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7454                                                 dst->n_div - div) == -1)
7455                         return i;
7456         return -1;
7457 }
7458
7459 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7460                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7461 {
7462         int i;
7463         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7464
7465         if (!dst || !src)
7466                 goto error;
7467
7468         if (src->n_div == 0)
7469                 return dst;
7470
7471         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7472                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7473
7474         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7475         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7476         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7477                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7478         if (!dst)
7479                 return NULL;
7480         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7481                 int j = find_div(dst, src, i);
7482                 if (j < 0) {
7483                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7484                         if (j < 0)
7485                                 goto error;
7486                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7487                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7488                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7489                                 goto error;
7490                 }
7491                 if (j != i)
7492                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7493         }
7494         return dst;
7495 error:
7496         isl_basic_map_free(dst);
7497         return NULL;
7498 }
7499
7500 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7501                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7502 {
7503         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7504                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7505 }
7506
7507 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7508 {
7509         int i;
7510
7511         if (!map)
7512                 return NULL;
7513         if (map->n == 0)
7514                 return map;
7515         map = isl_map_compute_divs(map);
7516         map = isl_map_cow(map);
7517         if (!map)
7518                 return NULL;
7519
7520         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7521                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7522         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7523                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7524
7525         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7526         return map;
7527 }
7528
7529 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7530 {
7531         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7532 }
7533
7534 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7535         __isl_take isl_map *map)
7536 {
7537         if (!set || !map)
7538                 goto error;
7539         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7540         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7541         set = isl_map_range(map);
7542         return set;
7543 error:
7544         isl_set_free(set);
7545         isl_map_free(map);
7546         return NULL;
7547 }
7548
7549 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7550         __isl_take isl_map *map)
7551 {
7552         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7553 }
7554
7555 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7556  * the meaning of the set.
7557  */
7558 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7559 {
7560         int i;
7561
7562         if (!map)
7563                 return NULL;
7564
7565         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7566                 remove_if_empty(map, i);
7567
7568         return map;
7569 }
7570
7571 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7572 {
7573         return (struct isl_set *)
7574                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7575 }
7576
7577 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7578 {
7579         struct isl_basic_map *bmap;
7580         if (!map || map->n == 0)
7581                 return NULL;
7582         bmap = map->p[map->n-1];
7583         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7584         return isl_basic_map_copy(bmap);
7585 }
7586
7587 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7588 {
7589         return (struct isl_basic_set *)
7590                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7591 }
7592
7593 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7594                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7595 {
7596         int i;
7597
7598         if (!map || !bmap)
7599                 goto error;
7600         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7601                 if (map->p[i] != bmap)
7602                         continue;
7603                 map = isl_map_cow(map);
7604                 if (!map)
7605                         goto error;
7606                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7607                 if (i != map->n-1) {
7608                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7609                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7610                 }
7611                 map->n--;
7612                 return map;
7613         }
7614         return map;
7615 error:
7616         isl_map_free(map);
7617         return NULL;
7618 }
7619
7620 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7621                                                 struct isl_basic_set *bset)
7622 {
7623         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7624                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7625 }
7626
7627 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7628  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7629  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7630  */
7631 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7632         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7633         int pos, isl_int *opt)
7634 {
7635         isl_space *dims;
7636         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7637         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7638         struct isl_ctx *ctx;
7639         struct isl_vec *obj;
7640         unsigned total;
7641         unsigned nparam;
7642         unsigned dim1, dim2;
7643         enum isl_lp_result res;
7644
7645         if (!bset1 || !bset2)
7646                 return isl_lp_error;
7647
7648         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7649         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7650         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7651         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7652         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7653         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7654         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7655         if (!bmap1 || !bmap2)
7656                 goto error;
7657         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7658         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7659                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7660                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7661         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7662         if (!bmap1)
7663                 goto error;
7664         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7665         ctx = bmap1->ctx;
7666         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7667         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7668         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7669         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7670         if (!obj)
7671                 goto error;
7672         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7673                                         opt, NULL, NULL);
7674         isl_basic_map_free(bmap1);
7675         isl_vec_free(obj);
7676         return res;
7677 error:
7678         isl_basic_map_free(bmap1);
7679         isl_basic_map_free(bmap2);
7680         return isl_lp_error;
7681 }
7682
7683 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7684  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7685  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7686  * smaller or larger than those in bset2.
7687  *
7688  * Returns
7689  *       1 if bset1 follows bset2
7690  *      -1 if bset1 precedes bset2
7691  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7692  *      -2 if some error occurred.
7693  */
7694 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7695         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7696 {
7697         isl_int opt;
7698         enum isl_lp_result res;
7699         int cmp;
7700
7701         isl_int_init(opt);
7702
7703         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7704
7705         if (res == isl_lp_empty)
7706                 cmp = 0;
7707         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7708                   res == isl_lp_unbounded)
7709                 cmp = 1;
7710         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7711                 cmp = -1;
7712         else
7713                 cmp = -2;
7714
7715         isl_int_clear(opt);
7716         return cmp;
7717 }
7718
7719 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7720  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7721  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7722  * than a value of the same dimension in bset2.
7723  *
7724  * Return
7725  *       1 if there exists such a pair
7726  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7727  *      -1 otherwise
7728  *      -2 if some error occurred.
7729  */
7730 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7731         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7732 {
7733         isl_int opt;
7734         enum isl_lp_result res;
7735         int cmp;
7736
7737         isl_int_init(opt);
7738
7739         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7740
7741         if (res == isl_lp_empty)
7742                 cmp = -1;
7743         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7744                   res == isl_lp_unbounded)
7745                 cmp = 1;
7746         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7747                 cmp = -1;
7748         else if (res == isl_lp_ok)
7749                 cmp = 0;
7750         else
7751                 cmp = -2;
7752
7753         isl_int_clear(opt);
7754         return cmp;
7755 }
7756
7757 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7758  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7759  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7760  * than a value of the same dimension in set2.
7761  *
7762  * Return
7763  *       1 if there exists such a pair
7764  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7765  *      -1 otherwise
7766  *      -2 if some error occurred.
7767  */
7768 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7769         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7770 {
7771         int i, j;
7772         int follows = -1;
7773
7774         if (!set1 || !set2)
7775                 return -2;
7776
7777         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7778                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7779                         int f;
7780                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7781                         if (f == 1 || f == -2)
7782                                 return f;
7783                         if (f > follows)
7784                                 follows = f;
7785                 }
7786
7787         return follows;
7788 }
7789
7790 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7791         unsigned pos, isl_int *val)
7792 {
7793         int i;
7794         int d;
7795         unsigned total;
7796
7797         if (!bmap)
7798                 return -1;
7799         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7800         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7801                 for (; d+1 > pos; --d)
7802                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7803                                 break;
7804                 if (d != pos)
7805                         continue;
7806                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7807                         return 0;
7808                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7809                         return 0;
7810                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7811                         return 0;
7812                 if (val)
7813                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7814                 return 1;
7815         }
7816         return 0;
7817 }
7818
7819 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7820         unsigned pos, isl_int *val)
7821 {
7822         int i;
7823         isl_int v;
7824         isl_int tmp;
7825         int fixed;
7826
7827         if (!map)
7828                 return -1;
7829         if (map->n == 0)
7830                 return 0;
7831         if (map->n == 1)
7832                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7833         isl_int_init(v);
7834         isl_int_init(tmp);
7835         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
7836         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7837                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
7838                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7839                         fixed = 0;
7840         }
7841         if (val)
7842                 isl_int_set(*val, v);
7843         isl_int_clear(tmp);
7844         isl_int_clear(v);
7845         return fixed;
7846 }
7847
7848 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7849         unsigned pos, isl_int *val)
7850 {
7851         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7852                                                 pos, val);
7853 }
7854
7855 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7856         isl_int *val)
7857 {
7858         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7859 }
7860
7861 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7862         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7863 {
7864         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7865                 return -1;
7866         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7867                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7868 }
7869
7870 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7871         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7872 {
7873         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7874                 return -1;
7875         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7876                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7877 }
7878
7879 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7880         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7881 {
7882         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
7883 }
7884
7885 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7886         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7887 {
7888         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7889 }
7890
7891 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7892  * then return this fixed value in *val.
7893  */
7894 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7895         unsigned dim, isl_int *val)
7896 {
7897         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7898                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7899 }
7900
7901 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7902  * then return this fixed value in *val.
7903  */
7904 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7905         unsigned dim, isl_int *val)
7906 {
7907         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7908 }
7909
7910 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7911         unsigned dim, isl_int *val)
7912 {
7913         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7914 }
7915
7916 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7917  * then return this fixed value in *val.
7918  */
7919 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7920         unsigned in, isl_int *val)
7921 {
7922         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7923 }
7924
7925 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7926  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7927  */
7928 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7929         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7930 {
7931         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7932         isl_int *c;
7933         unsigned total;
7934         unsigned nparam;
7935
7936         if (!bset)
7937                 return -1;
7938         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7939         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7940         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7941                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7942                         continue;
7943                 if (i_eq != -1)
7944                         return 0;
7945                 i_eq = i;
7946         }
7947         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7948                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7949                         continue;
7950                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7951                         return 0;
7952                 i_ineq = i;
7953         }
7954         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7955                 return 0;
7956         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7957         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7958         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7959                 return 0;
7960         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7961                 return 0;
7962         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7963                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7964                 return 0;
7965         if (val)
7966                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7967         return 1;
7968 }
7969
7970 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7971         unsigned dim, isl_int *val)
7972 {
7973         int i;
7974         isl_int v;
7975         isl_int tmp;
7976         int fixed;
7977
7978         if (!set)
7979                 return -1;
7980         if (set->n == 0)
7981                 return 0;
7982         if (set->n == 1)
7983                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7984                                                                 dim, val);
7985         isl_int_init(v);
7986         isl_int_init(tmp);
7987         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7988                                                                 dim, &v);
7989         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
7990                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
7991                                                                 dim, &tmp);
7992                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7993                         fixed = 0;
7994         }
7995         if (val)
7996                 isl_int_set(*val, v);
7997         isl_int_clear(tmp);
7998         isl_int_clear(v);
7999         return fixed;
8000 }
8001
8002 struct constraint {
8003         unsigned        size;
8004         isl_int         *c;
8005 };
8006
8007 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8008  * variables sorting first.
8009  */
8010 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8011 {
8012         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8013         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8014         int l1, l2;
8015         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8016
8017         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8018         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8019
8020         if (l1 != l2)
8021                 return l1 - l2;
8022
8023         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8024 }
8025
8026 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8027         struct isl_basic_map *bmap)
8028 {
8029         int i;
8030         struct constraint *c;
8031         unsigned total;
8032
8033         if (!bmap)
8034                 return NULL;
8035         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8036         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8037         if (!c)
8038                 goto error;
8039         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8040                 c[i].size = total;
8041                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8042         }
8043         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8044         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8045                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8046         free(c);
8047         return bmap;
8048 error:
8049         isl_basic_map_free(bmap);
8050         return NULL;
8051 }
8052
8053 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8054         __isl_take isl_basic_set *bset)
8055 {
8056         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8057                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8058 }
8059
8060 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8061 {
8062         if (!bmap)
8063                 return NULL;
8064         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8065                 return bmap;
8066         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8067         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8068         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8069         return bmap;
8070 }
8071
8072 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8073 {
8074         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8075                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8076 }
8077
8078 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8079         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8080 {
8081         int i, cmp;
8082         unsigned total;
8083
8084         if (bmap1 == bmap2)
8085                 return 0;
8086         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8087             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8088                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8089         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8090                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8091         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8092                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8093         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8094                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8095         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8096             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8097                 return 0;
8098         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8099                 return 1;
8100         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8101                 return -1;
8102         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8103                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8104         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8105                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8106         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8107                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8108         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8109         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8110                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8111                 if (cmp)
8112                         return cmp;
8113         }
8114         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8115                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8116                 if (cmp)
8117                         return cmp;
8118         }
8119         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8120                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8121                 if (cmp)
8122                         return cmp;
8123         }
8124         return 0;
8125 }
8126
8127 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8128         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8129 {
8130         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8131 }
8132
8133 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
8134         const __isl_keep isl_set *set2)
8135 {
8136         int i, cmp;
8137
8138         if (set1 == set2)
8139                 return 0;
8140         if (set1->n != set2->n)
8141                 return set1->n - set2->n;
8142
8143         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8144                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8145                 if (cmp)
8146                         return cmp;
8147         }
8148
8149         return 0;
8150 }
8151
8152 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8153         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8154 {
8155         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8156 }
8157
8158 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8159         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8160 {
8161         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8162                                             (isl_basic_map *)bset2);
8163 }
8164
8165 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8166 {
8167         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8168         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8169
8170         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8171 }
8172
8173 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8174  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8175  * meaning of any possible other copies of map.
8176  */
8177 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8178 {
8179         int i, j;
8180         struct isl_basic_map *bmap;
8181
8182         if (!map)
8183                 return NULL;
8184         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8185                 return map;
8186         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8187                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8188                 if (!bmap)
8189                         goto error;
8190                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8191                 map->p[i] = bmap;
8192         }
8193         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8194         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8195         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8196         if (!map)
8197                 return NULL;
8198         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8199                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8200                         continue;
8201                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8202                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8203                         map->p[j-1] = map->p[j];
8204                 map->n--;
8205         }
8206         return map;
8207 error:
8208         isl_map_free(map);
8209         return NULL;
8210
8211 }
8212
8213 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8214 {
8215         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8216 }
8217
8218 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8219 {
8220         int i;
8221         int equal;
8222
8223         if (!map1 || !map2)
8224                 return -1;
8225
8226         if (map1 == map2)
8227                 return 1;
8228         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8229                 return 0;
8230
8231         map1 = isl_map_copy(map1);
8232         map2 = isl_map_copy(map2);
8233         map1 = isl_map_normalize(map1);
8234         map2 = isl_map_normalize(map2);
8235         if (!map1 || !map2)
8236                 goto error;
8237         equal = map1->n == map2->n;
8238         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8239                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8240                 if (equal < 0)
8241                         goto error;
8242         }
8243         isl_map_free(map1);
8244         isl_map_free(map2);
8245         return equal;
8246 error:
8247         isl_map_free(map1);
8248         isl_map_free(map2);
8249         return -1;
8250 }
8251
8252 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8253 {
8254         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8255 }
8256
8257 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8258 {
8259         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8260                                                 (struct isl_map *)set2);
8261 }
8262
8263 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8264 {
8265         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8266 }
8267
8268 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8269  */
8270 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8271         isl_int min, isl_int max)
8272 {
8273         int k;
8274         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8275
8276         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8277         if (!bset)
8278                 goto error;
8279
8280         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8281         if (k < 0)
8282                 goto error;
8283         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8284         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8285
8286         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8287         if (k < 0)
8288                 goto error;
8289         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8290         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8291
8292         return bset;
8293 error:
8294         isl_basic_set_free(bset);
8295         return NULL;
8296 }
8297
8298 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8299  */
8300 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8301         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8302 {
8303         int i;
8304         unsigned dim;
8305         unsigned nparam;
8306         unsigned extra;
8307         unsigned n_eq;
8308         unsigned n_ineq;
8309         struct isl_basic_set *product = NULL;
8310
8311         if (!list)
8312                 goto error;
8313         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8314         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8315         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8316         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8317         extra = list->p[0]->n_div;
8318         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8319         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8320         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8321                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8322                 isl_assert(list->ctx,
8323                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8324                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8325                 extra += list->p[i]->n_div;
8326                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8327                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8328         }
8329         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8330                                         n_eq, n_ineq);
8331         if (!product)
8332                 goto error;
8333         dim = 0;
8334         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8335                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8336                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8337                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8338         }
8339         isl_basic_set_list_free(list);
8340         return product;
8341 error:
8342         isl_basic_set_free(product);
8343         isl_basic_set_list_free(list);
8344         return NULL;
8345 }
8346
8347 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8348                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8349 {
8350         isl_space *dim_result = NULL;
8351         struct isl_basic_map *bmap;
8352         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8353         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8354
8355         if (!bmap1 || !bmap2)
8356                 goto error;
8357
8358         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8359                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8360         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8361                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8362
8363         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8364         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8365         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8366         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8367         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8368
8369         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8370         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8371         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8372         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8373         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8374         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8375         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8376         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8377         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8378         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8379         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8380
8381         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8382                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8383                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8384                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8385         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8386         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8387         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8388         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8389 error:
8390         isl_basic_map_free(bmap1);
8391         isl_basic_map_free(bmap2);
8392         return NULL;
8393 }
8394
8395 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8396         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8397 {
8398         isl_basic_map *prod;
8399
8400         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8401         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8402         return prod;
8403 }
8404
8405 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8406         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8407 {
8408         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8409 }
8410
8411 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8412         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8413 {
8414         isl_space *space_result = NULL;
8415         isl_basic_map *bmap;
8416         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8417         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8418
8419         if (!bmap1 || !bmap2)
8420                 goto error;
8421
8422         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8423                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8424
8425         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8426         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8427         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8428         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8429
8430         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8431         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8432         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8433         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8434         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8435         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8436         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8437         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8438         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8439         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8440         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8441
8442         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8443                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8444                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8445                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8446         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8447         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8448         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8449         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8450 error:
8451         isl_basic_map_free(bmap1);
8452         isl_basic_map_free(bmap2);
8453         return NULL;
8454 }
8455
8456 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8457         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8458 {
8459         isl_space *dim_result = NULL;
8460         isl_basic_map *bmap;
8461         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8462         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8463
8464         if (!bmap1 || !bmap2)
8465                 goto error;
8466
8467         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8468                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8469                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8470                         "parameters don't match", goto error);
8471
8472         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8473                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8474
8475         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8476         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8477         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8478         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8479
8480         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8481         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8482         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8483         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8484         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8485         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8486         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8487         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8488         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8489         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8490         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8491
8492         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8493                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8494                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8495                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8496         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8497         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8498         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8499         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8500 error:
8501         isl_basic_map_free(bmap1);
8502         isl_basic_map_free(bmap2);
8503         return NULL;
8504 }
8505
8506 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8507         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8508 {
8509         isl_basic_map *prod;
8510
8511         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8512         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8513         return prod;
8514 }
8515
8516 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8517         __isl_take isl_map *map2,
8518         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8519                                            __isl_take isl_space *right),
8520         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8521                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8522 {
8523         unsigned flags = 0;
8524         struct isl_map *result;
8525         int i, j;
8526
8527         if (!map1 || !map2)
8528                 goto error;
8529
8530         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8531                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8532
8533         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8534             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8535                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8536
8537         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8538                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8539                                 map1->n * map2->n, flags);
8540         if (!result)
8541                 goto error;
8542         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8543                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8544                         struct isl_basic_map *part;
8545                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8546                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8547                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8548                                 isl_basic_map_free(part);
8549                         else
8550                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8551                         if (!result)
8552                                 goto error;
8553                 }
8554         isl_map_free(map1);
8555         isl_map_free(map2);
8556         return result;
8557 error:
8558         isl_map_free(map1);
8559         isl_map_free(map2);
8560         return NULL;
8561 }
8562
8563 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8564  */
8565 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8566         __isl_take isl_map *map2)
8567 {
8568         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8569 }
8570
8571 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8572         __isl_take isl_map *map2)
8573 {
8574         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8575 }
8576
8577 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8578  */
8579 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8580         __isl_take isl_map *map2)
8581 {
8582         isl_map *prod;
8583
8584         prod = isl_map_product(map1, map2);
8585         prod = isl_map_flatten(prod);
8586         return prod;
8587 }
8588
8589 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8590  */
8591 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8592 {
8593         return isl_map_range_product(set1, set2);
8594 }
8595
8596 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8597         __isl_take isl_set *set2)
8598 {
8599         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8600 }
8601
8602 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8603  */
8604 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8605         __isl_take isl_map *map2)
8606 {
8607         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8608                                 &isl_basic_map_domain_product);
8609 }
8610
8611 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8612  */
8613 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8614         __isl_take isl_map *map2)
8615 {
8616         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8617                                 &isl_basic_map_range_product);
8618 }
8619
8620 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8621         __isl_take isl_map *map2)
8622 {
8623         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8624                                                 &map_domain_product_aligned);
8625 }
8626
8627 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8628         __isl_take isl_map *map2)
8629 {
8630         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8631                                                 &map_range_product_aligned);
8632 }
8633
8634 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8635  */
8636 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8637         __isl_take isl_map *map2)
8638 {
8639         isl_map *prod;
8640
8641         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8642         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8643         return prod;
8644 }
8645
8646 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8647  */
8648 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8649         __isl_take isl_map *map2)
8650 {
8651         isl_map *prod;
8652
8653         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8654         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8655         return prod;
8656 }
8657
8658 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8659 {
8660         int i;
8661         uint32_t hash = isl_hash_init();
8662         unsigned total;
8663
8664         if (!bmap)
8665                 return 0;
8666         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8667         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8668         if (!bmap)
8669                 return 0;
8670         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8671         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8672         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8673                 uint32_t c_hash;
8674                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8675                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8676         }
8677         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8678         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8679                 uint32_t c_hash;
8680                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8681                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8682         }
8683         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8684         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8685                 uint32_t c_hash;
8686                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8687                         continue;
8688                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8689                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8690                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8691         }
8692         isl_basic_map_free(bmap);
8693         return hash;
8694 }
8695
8696 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8697 {
8698         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8699 }
8700
8701 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8702 {
8703         int i;
8704         uint32_t hash;
8705
8706         if (!map)
8707                 return 0;
8708         map = isl_map_copy(map);
8709         map = isl_map_normalize(map);
8710         if (!map)
8711                 return 0;
8712
8713         hash = isl_hash_init();
8714         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8715                 uint32_t bmap_hash;
8716                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8717                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8718         }
8719                 
8720         isl_map_free(map);
8721
8722         return hash;
8723 }
8724
8725 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8726 {
8727         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8728 }
8729
8730 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8731  * by the values of the other parameters and variables.
8732  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8733  */
8734 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8735 {
8736         int i;
8737         unsigned nparam;
8738
8739         if (!bset)
8740                 return -1;
8741         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8742         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8743                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8744                         return 1;
8745         return 0;
8746 }
8747
8748 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8749  * by the values of the other parameters and variables.
8750  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8751  * for each of the subsets.
8752  */
8753 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8754 {
8755         int i;
8756
8757         if (!set)
8758                 return -1;
8759         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8760                 int unique;
8761                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8762                 if (unique != 1)
8763                         return unique;
8764         }
8765         return 1;
8766 }
8767
8768 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8769 {
8770         return set ? set->n : 0;
8771 }
8772
8773 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8774         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8775 {
8776         int i;
8777
8778         if (!map)
8779                 return -1;
8780
8781         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8782                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8783                         return -1;
8784
8785         return 0;
8786 }
8787
8788 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8789         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8790 {
8791         int i;
8792
8793         if (!set)
8794                 return -1;
8795
8796         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8797                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8798                         return -1;
8799
8800         return 0;
8801 }
8802
8803 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8804 {
8805         isl_space *dim;
8806
8807         if (!bset)
8808                 return NULL;
8809
8810         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8811         if (!bset)
8812                 return NULL;
8813
8814         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8815         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8816         if (!dim)
8817                 goto error;
8818         isl_space_free(bset->dim);
8819         bset->dim = dim;
8820         bset->extra -= bset->n_div;
8821         bset->n_div = 0;
8822
8823         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8824
8825         return bset;
8826 error:
8827         isl_basic_set_free(bset);
8828         return NULL;
8829 }
8830
8831 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8832 {
8833         int i;
8834         isl_space *dim;
8835         unsigned n_div;
8836
8837         set = isl_set_align_divs(set);
8838
8839         if (!set)
8840                 return NULL;
8841
8842         set = isl_set_cow(set);
8843         if (!set)
8844                 return NULL;
8845
8846         n_div = set->p[0]->n_div;
8847         dim = isl_set_get_space(set);
8848         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8849         if (!dim)
8850                 goto error;
8851         isl_space_free(set->dim);
8852         set->dim = dim;
8853
8854         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8855                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8856                 if (!set->p[i])
8857                         goto error;
8858         }
8859
8860         return set;
8861 error:
8862         isl_set_free(set);
8863         return NULL;
8864 }
8865
8866 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8867 {
8868         isl_space *dim;
8869         struct isl_basic_map *bmap;
8870         unsigned n_set;
8871         unsigned n_div;
8872         unsigned n_param;
8873         unsigned total;
8874         int i, k, l;
8875
8876         set = isl_set_align_divs(set);
8877
8878         if (!set)
8879                 return NULL;
8880
8881         dim = isl_set_get_space(set);
8882         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8883                 isl_set_free(set);
8884                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8885         }
8886
8887         n_div = set->p[0]->n_div;
8888         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8889         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8890         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8891         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8892         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8893         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8894                 bmap = var_equal(bmap, i);
8895
8896         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8897         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8898                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8899                 if (k < 0)
8900                         goto error;
8901                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8902                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8903                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8904                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8905                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8906                             set->p[0]->div[i][0]);
8907
8908                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8909                 if (l < 0)
8910                         goto error;
8911                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8912                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8913                             set->p[0]->div[i][0]);
8914                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8915         }
8916
8917         isl_set_free(set);
8918         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8919         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8920         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8921 error:
8922         isl_set_free(set);
8923         isl_basic_map_free(bmap);
8924         return NULL;
8925 }
8926
8927 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8928 {
8929         unsigned dim;
8930         int size = 0;
8931
8932         if (!bset)
8933                 return -1;
8934
8935         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8936         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8937         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8938         size += bset->n_div * (2 + dim);
8939
8940         return size;
8941 }
8942
8943 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8944 {
8945         int i;
8946         int size = 0;
8947
8948         if (!set)
8949                 return -1;
8950
8951         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8952                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8953
8954         return size;
8955 }
8956
8957 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8958  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8959  */
8960 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8961         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8962 {
8963         int i;
8964
8965         if (!bmap)
8966                 return -1;
8967
8968         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8969
8970         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8971
8972         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8973                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8974                         continue;
8975                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8976                         return 1;
8977         }
8978
8979         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8980                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8981                         return 1;
8982
8983         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8984                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
8985                 if (sgn > 0)
8986                         lower = 1;
8987                 if (sgn < 0)
8988                         upper = 1;
8989         }
8990
8991         return lower && upper;
8992 }
8993
8994 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8995         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
8996 {
8997         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
8998 }
8999
9000 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9001         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9002 {
9003         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9004 }
9005
9006 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9007         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9008 {
9009         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9010 }
9011
9012 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9013         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9014 {
9015         int i;
9016
9017         if (!map)
9018                 return -1;
9019
9020         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9021                 int bounded;
9022                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9023                 if (bounded < 0 || !bounded)
9024                         return bounded;
9025         }
9026
9027         return 1;
9028 }
9029
9030 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9031  * and a lower bound.
9032  */
9033 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9034         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9035 {
9036         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9037 }
9038
9039 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9040         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9041         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9042                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9043 {
9044         int i;
9045
9046         if (!map)
9047                 return -1;
9048
9049         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9050                 int bounded;
9051                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9052                 if (bounded < 0 || bounded)
9053                         return bounded;
9054         }
9055
9056         return 0;
9057 }
9058
9059 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9060  */
9061 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9062         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9063 {
9064         return has_any_bound(set, type, pos,
9065                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9066 }
9067
9068 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9069  */
9070 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9071         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9072 {
9073         return has_any_bound(set, type, pos,
9074                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9075 }
9076
9077 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9078  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9079  * elements of the array "signs".
9080  * Sign
9081  *      1 means that the variable is non-negative
9082  *      -1 means that the variable is non-positive
9083  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9084  */
9085 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9086         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9087 {
9088         isl_vec *bound = NULL;
9089         struct isl_tab *tab = NULL;
9090         struct isl_tab_undo *snap;
9091         int i;
9092
9093         if (!bset || !signs)
9094                 return -1;
9095
9096         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9097         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9098         if (!bound || !tab)
9099                 goto error;
9100
9101         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9102         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9103
9104         snap = isl_tab_snap(tab);
9105         for (i = 0; i < n; ++i) {
9106                 int empty;
9107
9108                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9109                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9110                         goto error;
9111                 empty = tab->empty;
9112                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9113                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9114                         goto error;
9115
9116                 if (empty) {
9117                         signs[i] = 1;
9118                         continue;
9119                 }
9120
9121                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9122                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9123                         goto error;
9124                 empty = tab->empty;
9125                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9126                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9127                         goto error;
9128
9129                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9130         }
9131
9132         isl_tab_free(tab);
9133         isl_vec_free(bound);
9134         return 0;
9135 error:
9136         isl_tab_free(tab);
9137         isl_vec_free(bound);
9138         return -1;
9139 }
9140
9141 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9142         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9143 {
9144         if (!bset || !signs)
9145                 return -1;
9146         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9147                 return -1);
9148
9149         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9150         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9151 }
9152
9153 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9154  * In particular, for each output dimension, check that there is
9155  * an equality that defines the output dimension in terms of
9156  * earlier dimensions.
9157  */
9158 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9159 {
9160         int i, j;
9161         unsigned total;
9162         unsigned n_out;
9163         unsigned o_out;
9164
9165         if (!bmap)
9166                 return -1;
9167
9168         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9169         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9170         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9171
9172         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9173                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9174                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9175                                 continue;
9176                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9177                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9178                                 break;
9179                 }
9180                 if (j >= bmap->n_eq)
9181                         return 0;
9182         }
9183
9184         return 1;
9185 }
9186
9187 /* Check if the given basic map is single-valued.
9188  * We simply compute
9189  *
9190  *      M \circ M^-1
9191  *
9192  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9193  */
9194 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9195 {
9196         isl_space *space;
9197         isl_basic_map *test;
9198         isl_basic_map *id;
9199         int sv;
9200
9201         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9202         if (sv < 0 || sv)
9203                 return sv;
9204
9205         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9206         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9207
9208         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9209         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9210         id = isl_basic_map_identity(space);
9211
9212         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9213
9214         isl_basic_map_free(test);
9215         isl_basic_map_free(id);
9216
9217         return sv;
9218 }
9219
9220 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9221  */
9222 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9223 {
9224         if (!map)
9225                 return -1;
9226         if (map->n == 0)
9227                 return 1;
9228         if (map->n >= 2)
9229                 return 0;
9230
9231         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9232 }
9233
9234 /* Check if the given map is single-valued.
9235  * We simply compute
9236  *
9237  *      M \circ M^-1
9238  *
9239  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9240  */
9241 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9242 {
9243         isl_space *dim;
9244         isl_map *test;
9245         isl_map *id;
9246         int sv;
9247
9248         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9249         if (sv < 0 || sv)
9250                 return sv;
9251
9252         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9253         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9254
9255         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9256         id = isl_map_identity(dim);
9257
9258         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9259
9260         isl_map_free(test);
9261         isl_map_free(id);
9262
9263         return sv;
9264 }
9265
9266 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9267 {
9268         int in;
9269
9270         map = isl_map_copy(map);
9271         map = isl_map_reverse(map);
9272         in = isl_map_is_single_valued(map);
9273         isl_map_free(map);
9274
9275         return in;
9276 }
9277
9278 /* Check if the given map is obviously injective.
9279  */
9280 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9281 {
9282         int in;
9283
9284         map = isl_map_copy(map);
9285         map = isl_map_reverse(map);
9286         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9287         isl_map_free(map);
9288
9289         return in;
9290 }
9291
9292 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9293 {
9294         int sv;
9295
9296         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9297         if (sv < 0 || !sv)
9298                 return sv;
9299
9300         return isl_map_is_injective(map);
9301 }
9302
9303 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9304 {
9305         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9306 }
9307
9308 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9309 {
9310         int ok;
9311         isl_set *delta;
9312
9313         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9314         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9315         isl_set_free(delta);
9316
9317         return ok;
9318 }
9319
9320 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9321 {
9322         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9323                 return 0;
9324         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9325                 return 0;
9326         return 1;
9327 }
9328
9329 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9330 {
9331         int i, j;
9332         unsigned nvar;
9333         unsigned ovar;
9334
9335         if (!bset)
9336                 return -1;
9337
9338         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9339                 return 0;
9340
9341         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9342         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9343         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9344                 int lower = 0, upper = 0;
9345                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9346                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9347                                 continue;
9348                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9349                                 return 0;
9350                         break;
9351                 }
9352                 if (i < bset->n_eq)
9353                         continue;
9354                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9355                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9356                                 continue;
9357                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9358                                 return 0;
9359                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9360                                 lower = 1;
9361                         else
9362                                 upper = 1;
9363                 }
9364                 if (!lower || !upper)
9365                         return 0;
9366         }
9367
9368         return 1;
9369 }
9370
9371 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9372 {
9373         if (!set)
9374                 return -1;
9375         if (set->n != 1)
9376                 return 0;
9377
9378         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9379 }
9380
9381 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9382 {
9383         if (!bset)
9384                 return -1;
9385         
9386         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9387 }
9388
9389 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9390 {
9391         if (!set)
9392                 return -1;
9393         
9394         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9395 }
9396
9397 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9398 {
9399         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9400         if (!bmap)
9401                 return NULL;
9402
9403         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9404         if (!bmap->dim)
9405                 goto error;
9406
9407         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9408
9409         return (isl_basic_set *)bmap;
9410 error:
9411         isl_basic_map_free(bmap);
9412         return NULL;
9413 }
9414
9415 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9416 {
9417         int i;
9418
9419         map = isl_map_cow(map);
9420         if (!map)
9421                 return NULL;
9422
9423         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9424                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9425                 if (!map->p[i])
9426                         goto error;
9427         }
9428         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9429         if (!map->dim)
9430                 goto error;
9431
9432         return (isl_set *)map;
9433 error:
9434         isl_map_free(map);
9435         return NULL;
9436 }
9437
9438 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9439 {
9440         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9441         if (!bset)
9442                 return NULL;
9443
9444         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9445         if (!bset->dim)
9446                 goto error;
9447
9448         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9449
9450         return (isl_basic_map *)bset;
9451 error:
9452         isl_basic_set_free(bset);
9453         return NULL;
9454 }
9455
9456 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9457 {
9458         int i;
9459
9460         if (!set)
9461                 return NULL;
9462
9463         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9464                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9465                         goto error);
9466
9467         set = isl_set_cow(set);
9468         if (!set)
9469                 return NULL;
9470
9471         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9472                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9473                 if (!set->p[i])
9474                         goto error;
9475         }
9476
9477         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9478         if (!set->dim)
9479                 goto error;
9480
9481         return (isl_map *)set;
9482 error:
9483         isl_set_free(set);
9484         return NULL;
9485 }
9486
9487 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9488         enum isl_dim_type type)
9489 {
9490         if (!bmap)
9491                 return NULL;
9492
9493         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9494                 return bmap;
9495
9496         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9497         if (!bmap)
9498                 return NULL;
9499
9500         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9501         if (!bmap->dim)
9502                 goto error;
9503
9504         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9505
9506         return bmap;
9507 error:
9508         isl_basic_map_free(bmap);
9509         return NULL;
9510 }
9511
9512 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9513         enum isl_dim_type type)
9514 {
9515         int i;
9516
9517         if (!map)
9518                 return NULL;
9519
9520         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9521                 return map;
9522
9523         map = isl_map_cow(map);
9524         if (!map)
9525                 return NULL;
9526
9527         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9528                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9529                 if (!map->p[i])
9530                         goto error;
9531         }
9532         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9533         if (!map->dim)
9534                 goto error;
9535
9536         return map;
9537 error:
9538         isl_map_free(map);
9539         return NULL;
9540 }
9541
9542 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9543 {
9544         if (!bmap)
9545                 return NULL;
9546
9547         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9548                 return bmap;
9549
9550         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9551         if (!bmap)
9552                 return NULL;
9553
9554         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9555         if (!bmap->dim)
9556                 goto error;
9557
9558         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9559
9560         return bmap;
9561 error:
9562         isl_basic_map_free(bmap);
9563         return NULL;
9564 }
9565
9566 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9567 {
9568         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9569 }
9570
9571 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9572         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9573 {
9574         if (!bmap)
9575                 return NULL;
9576
9577         if (!bmap->dim->nested[0])
9578                 return bmap;
9579
9580         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9581         if (!bmap)
9582                 return NULL;
9583
9584         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9585         if (!bmap->dim)
9586                 goto error;
9587
9588         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9589
9590         return bmap;
9591 error:
9592         isl_basic_map_free(bmap);
9593         return NULL;
9594 }
9595
9596 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9597         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9598 {
9599         if (!bmap)
9600                 return NULL;
9601
9602         if (!bmap->dim->nested[1])
9603                 return bmap;
9604
9605         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9606         if (!bmap)
9607                 return NULL;
9608
9609         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9610         if (!bmap->dim)
9611                 goto error;
9612
9613         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9614
9615         return bmap;
9616 error:
9617         isl_basic_map_free(bmap);
9618         return NULL;
9619 }
9620
9621 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9622 {
9623         int i;
9624
9625         if (!map)
9626                 return NULL;
9627
9628         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9629                 return map;
9630
9631         map = isl_map_cow(map);
9632         if (!map)
9633                 return NULL;
9634
9635         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9636                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9637                 if (!map->p[i])
9638                         goto error;
9639         }
9640         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9641         if (!map->dim)
9642                 goto error;
9643
9644         return map;
9645 error:
9646         isl_map_free(map);
9647         return NULL;
9648 }
9649
9650 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9651 {
9652         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9653 }
9654
9655 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9656 {
9657         isl_space *dim, *flat_dim;
9658         isl_map *map;
9659
9660         dim = isl_set_get_space(set);
9661         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9662         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9663         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9664
9665         return map;
9666 }
9667
9668 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9669 {
9670         int i;
9671
9672         if (!map)
9673                 return NULL;
9674
9675         if (!map->dim->nested[0])
9676                 return map;
9677
9678         map = isl_map_cow(map);
9679         if (!map)
9680                 return NULL;
9681
9682         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9683                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9684                 if (!map->p[i])
9685                         goto error;
9686         }
9687         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9688         if (!map->dim)
9689                 goto error;
9690
9691         return map;
9692 error:
9693         isl_map_free(map);
9694         return NULL;
9695 }
9696
9697 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9698 {
9699         int i;
9700
9701         if (!map)
9702                 return NULL;
9703
9704         if (!map->dim->nested[1])
9705                 return map;
9706
9707         map = isl_map_cow(map);
9708         if (!map)
9709                 return NULL;
9710
9711         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9712                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9713                 if (!map->p[i])
9714                         goto error;
9715         }
9716         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9717         if (!map->dim)
9718                 goto error;
9719
9720         return map;
9721 error:
9722         isl_map_free(map);
9723         return NULL;
9724 }
9725
9726 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9727  * and set the dimension specification to "dim".
9728  */
9729 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9730         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9731 {
9732         isl_basic_map *res;
9733         unsigned flags;
9734
9735         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9736         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9737                 goto error;
9738
9739         flags = bmap->flags;
9740         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9741         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9742         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9743         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9744                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9745         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9746         if (res)
9747                 res->flags = flags;
9748         res = isl_basic_map_finalize(res);
9749         return res;
9750 error:
9751         free(dim_map);
9752         isl_basic_map_free(bmap);
9753         isl_space_free(dim);
9754         return NULL;
9755 }
9756
9757 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9758  */
9759 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9760         __isl_take isl_reordering *r)
9761 {
9762         int i;
9763         struct isl_dim_map *dim_map;
9764
9765         map = isl_map_cow(map);
9766         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9767         if (!map || !r || !dim_map)
9768                 goto error;
9769
9770         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9771                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9772
9773                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9774
9775                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9776                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9777
9778                 if (!map->p[i])
9779                         goto error;
9780         }
9781
9782         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9783
9784         isl_reordering_free(r);
9785         free(dim_map);
9786         return map;
9787 error:
9788         free(dim_map);
9789         isl_map_free(map);
9790         isl_reordering_free(r);
9791         return NULL;
9792 }
9793
9794 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9795         __isl_take isl_reordering *r)
9796 {
9797         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9798 }
9799
9800 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9801         __isl_take isl_space *model)
9802 {
9803         isl_ctx *ctx;
9804
9805         if (!map || !model)
9806                 goto error;
9807
9808         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9809         if (!isl_space_has_named_params(model))
9810                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9811                         "model has unnamed parameters", goto error);
9812         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9813                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9814                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9815         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9816                 isl_reordering *exp;
9817
9818                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9819                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9820                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9821                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9822                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9823                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9824                 map = isl_map_realign(map, exp);
9825         }
9826
9827         isl_space_free(model);
9828         return map;
9829 error:
9830         isl_space_free(model);
9831         isl_map_free(map);
9832         return NULL;
9833 }
9834
9835 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9836         __isl_take isl_space *model)
9837 {
9838         return isl_map_align_params(set, model);
9839 }
9840
9841 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
9842  * additional parameters if needed.
9843  */
9844 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
9845         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
9846 {
9847         isl_ctx *ctx;
9848
9849         if (!bmap || !model)
9850                 goto error;
9851
9852         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9853         if (!isl_space_has_named_params(model))
9854                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9855                         "model has unnamed parameters", goto error);
9856         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
9857                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9858                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9859         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9860                 isl_reordering *exp;
9861                 struct isl_dim_map *dim_map;
9862
9863                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9864                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9865                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9866                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9867                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
9868                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
9869                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
9870                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
9871                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
9872                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
9873                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
9874                 isl_reordering_free(exp);
9875                 free(dim_map);
9876         }
9877
9878         isl_space_free(model);
9879         return bmap;
9880 error:
9881         isl_space_free(model);
9882         isl_basic_map_free(bmap);
9883         return NULL;
9884 }
9885
9886 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
9887  * additional parameters if needed.
9888  */
9889 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
9890         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
9891 {
9892         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
9893 }
9894
9895 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9896                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9897                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9898                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9899 {
9900         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9901         struct isl_mat *mat;
9902         int i, j, k;
9903         int pos;
9904
9905         if (!bmap)
9906                 return NULL;
9907         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9908                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9909         if (!mat)
9910                 return NULL;
9911         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9912                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9913                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9914                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9915                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9916                                             bmap->eq[i][off + k]);
9917                                 ++pos;
9918                         }
9919                 }
9920
9921         return mat;
9922 }
9923
9924 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9925                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9926                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9927                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9928 {
9929         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9930         struct isl_mat *mat;
9931         int i, j, k;
9932         int pos;
9933
9934         if (!bmap)
9935                 return NULL;
9936         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9937                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9938         if (!mat)
9939                 return NULL;
9940         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9941                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9942                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9943                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9944                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9945                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9946                                 ++pos;
9947                         }
9948                 }
9949
9950         return mat;
9951 }
9952
9953 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9954         __isl_take isl_space *dim,
9955         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9956         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9957         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9958 {
9959         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9960         isl_basic_map *bmap;
9961         unsigned total;
9962         unsigned extra;
9963         int i, j, k, l;
9964         int pos;
9965
9966         if (!dim || !eq || !ineq)
9967                 goto error;
9968
9969         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9970                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9971                         "equalities and inequalities matrices should have "
9972                         "same number of columns", goto error);
9973
9974         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9975
9976         if (eq->n_col < total)
9977                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9978                         "number of columns too small", goto error);
9979
9980         extra = eq->n_col - total;
9981
9982         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9983                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9984         if (!bmap)
9985                 goto error;
9986         for (i = 0; i < extra; ++i) {
9987                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
9988                 if (k < 0)
9989                         goto error;
9990                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
9991         }
9992         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
9993                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
9994                 if (l < 0)
9995                         goto error;
9996                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9997                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9998                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9999                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10000                                             eq->row[i][pos]);
10001                                 ++pos;
10002                         }
10003                 }
10004         }
10005         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10006                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10007                 if (l < 0)
10008                         goto error;
10009                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10010                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10011                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10012                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10013                                             ineq->row[i][pos]);
10014                                 ++pos;
10015                         }
10016                 }
10017         }
10018
10019         isl_space_free(dim);
10020         isl_mat_free(eq);
10021         isl_mat_free(ineq);
10022
10023         return bmap;
10024 error:
10025         isl_space_free(dim);
10026         isl_mat_free(eq);
10027         isl_mat_free(ineq);
10028         return NULL;
10029 }
10030
10031 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10032         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10033         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10034 {
10035         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10036                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10037 }
10038
10039 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10040         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10041         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10042 {
10043         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10044                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10045 }
10046
10047 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10048         __isl_take isl_space *dim,
10049         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10050         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10051 {
10052         return (isl_basic_set*)
10053             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10054                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10055 }
10056
10057 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10058 {
10059         if (!bmap)
10060                 return -1;
10061         
10062         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10063 }
10064
10065 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10066 {
10067         if (!map)
10068                 return -1;
10069         
10070         return isl_space_can_zip(map->dim);
10071 }
10072
10073 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10074  * (A -> C) -> (B -> D).
10075  */
10076 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10077 {
10078         unsigned pos;
10079         unsigned n1;
10080         unsigned n2;
10081
10082         if (!bmap)
10083                 return NULL;
10084
10085         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10086                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10087                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10088         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10089                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10090         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10091         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10092         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10093         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10094         if (!bmap)
10095                 return NULL;
10096         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10097         if (!bmap->dim)
10098                 goto error;
10099         return bmap;
10100 error:
10101         isl_basic_map_free(bmap);
10102         return NULL;
10103 }
10104
10105 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10106  * (A -> C) -> (B -> D).
10107  */
10108 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10109 {
10110         int i;
10111
10112         if (!map)
10113                 return NULL;
10114
10115         if (!isl_map_can_zip(map))
10116                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10117                         goto error);
10118
10119         map = isl_map_cow(map);
10120         if (!map)
10121                 return NULL;
10122
10123         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10124                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10125                 if (!map->p[i])
10126                         goto error;
10127         }
10128
10129         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10130         if (!map->dim)
10131                 goto error;
10132
10133         return map;
10134 error:
10135         isl_map_free(map);
10136         return NULL;
10137 }
10138
10139 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10140  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10141  */
10142 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10143 {
10144         if (!bmap)
10145                 return -1;
10146
10147         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10148 }
10149
10150 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10151  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10152  */
10153 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10154 {
10155         if (!map)
10156                 return -1;
10157
10158         return isl_space_can_curry(map->dim);
10159 }
10160
10161 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10162  * A -> (B -> C).
10163  */
10164 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10165 {
10166
10167         if (!bmap)
10168                 return NULL;
10169
10170         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10171                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10172                         "basic map cannot be curried", goto error);
10173         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10174         if (!bmap->dim)
10175                 goto error;
10176         return bmap;
10177 error:
10178         isl_basic_map_free(bmap);
10179         return NULL;
10180 }
10181
10182 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10183  * A -> (B -> C).
10184  */
10185 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10186 {
10187         int i;
10188
10189         if (!map)
10190                 return NULL;
10191
10192         if (!isl_map_can_curry(map))
10193                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10194                         goto error);
10195
10196         map = isl_map_cow(map);
10197         if (!map)
10198                 return NULL;
10199
10200         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10201                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10202                 if (!map->p[i])
10203                         goto error;
10204         }
10205
10206         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10207         if (!map->dim)
10208                 goto error;
10209
10210         return map;
10211 error:
10212         isl_map_free(map);
10213         return NULL;
10214 }
10215
10216 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10217  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10218  */
10219 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10220 {
10221         int k;
10222         int pos;
10223         isl_local_space *ls;
10224         isl_basic_map *bmap;
10225
10226         if (!aff)
10227                 return NULL;
10228
10229         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10230         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10231         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10232         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10233         if (k < 0)
10234                 goto error;
10235
10236         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10237         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10238         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10239         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10240                     aff->v->size - (pos + 1));
10241
10242         isl_aff_free(aff);
10243         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10244         return bmap;
10245 error:
10246         isl_aff_free(aff);
10247         isl_basic_map_free(bmap);
10248         return NULL;
10249 }
10250
10251 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10252  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10253  */
10254 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10255 {
10256         isl_basic_map *bmap;
10257
10258         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10259         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10260 }
10261
10262 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10263  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10264  * corresponding affine expression.
10265  */
10266 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10267         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10268 {
10269         int i;
10270         isl_space *space;
10271         isl_basic_map *bmap;
10272
10273         if (!maff)
10274                 return NULL;
10275
10276         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10277                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10278                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10279
10280         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10281         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10282
10283         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10284                 isl_aff *aff;
10285                 isl_basic_map *bmap_i;
10286
10287                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10288                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10289
10290                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10291         }
10292
10293         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10294
10295         isl_multi_aff_free(maff);
10296         return bmap;
10297 }
10298
10299 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10300  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10301  * corresponding affine expression.
10302  */
10303 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10304 {
10305         isl_basic_map *bmap;
10306
10307         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10308         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10309 }
10310
10311 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10312  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10313  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10314  * corresponding affine expression.
10315  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10316  * domain_dim.
10317  */
10318 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10319         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10320 {
10321         int i;
10322         isl_space *dim;
10323         isl_basic_map *bmap;
10324
10325         if (!list)
10326                 return NULL;
10327
10328         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10329         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10330
10331         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10332                 isl_aff *aff;
10333                 isl_basic_map *bmap_i;
10334
10335                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10336                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10337
10338                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10339         }
10340
10341         isl_aff_list_free(list);
10342         return bmap;
10343 }
10344
10345 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10346         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10347 {
10348         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10349 }
10350
10351 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10352  */
10353 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10354         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10355 {
10356         isl_basic_map *bmap = NULL;
10357         int i;
10358
10359         if (!space)
10360                 return NULL;
10361
10362         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10363                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10364                         "index out of bounds", goto error);
10365         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10366                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10367                         "index out of bounds", goto error);
10368
10369         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10370                 return isl_basic_map_universe(space);
10371
10372         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10373         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10374         if (i < 0)
10375                 goto error;
10376         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10377         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10378         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10379         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10380         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10381         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10382         isl_space_free(space);
10383         return bmap;
10384 error:
10385         isl_space_free(space);
10386         isl_basic_map_free(bmap);
10387         return NULL;
10388 }
10389
10390 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10391  */
10392 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10393         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10394 {
10395         isl_basic_map *eq;
10396
10397         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10398
10399         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10400
10401         return bmap;
10402 }
10403
10404 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10405  */
10406 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10407         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10408 {
10409         isl_basic_map *bmap;
10410
10411         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10412
10413         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10414
10415         return map;
10416 }
10417
10418 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10419  */
10420 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10421         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10422 {
10423         isl_basic_map *bmap = NULL;
10424         int i;
10425
10426         if (!map)
10427                 return NULL;
10428
10429         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10430                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10431                         "index out of bounds", goto error);
10432         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10433                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10434                         "index out of bounds", goto error);
10435
10436         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10437         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10438         if (i < 0)
10439                 goto error;
10440         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10441         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10442         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10443         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10444         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10445         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10446
10447         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10448
10449         return map;
10450 error:
10451         isl_basic_map_free(bmap);
10452         isl_map_free(map);
10453         return NULL;
10454 }
10455
10456 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10457  * greater than that of the second.
10458  */
10459 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10460         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10461 {
10462         isl_basic_map *bmap = NULL;
10463         int i;
10464
10465         if (!map)
10466                 return NULL;
10467
10468         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10469                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10470                         "index out of bounds", goto error);
10471         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10472                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10473                         "index out of bounds", goto error);
10474
10475         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10476                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10477                 isl_map_free(map);
10478                 return isl_map_empty(space);
10479         }
10480
10481         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10482         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10483         if (i < 0)
10484                 goto error;
10485         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10486         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10487         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10488         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10489         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10490         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10491         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10492
10493         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10494
10495         return map;
10496 error:
10497         isl_basic_map_free(bmap);
10498         isl_map_free(map);
10499         return NULL;
10500 }
10501
10502 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10503  * smaller than that of the second.
10504  */
10505 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10506         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10507 {
10508         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10509 }
10510
10511 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10512         int pos)
10513 {
10514         isl_aff *div;
10515         isl_local_space *ls;
10516
10517         if (!bmap)
10518                 return NULL;
10519
10520         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10521                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10522                         "some divs are unknown", return NULL);
10523
10524         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10525         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10526         isl_local_space_free(ls);
10527
10528         return div;
10529 }
10530
10531 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10532         int pos)
10533 {
10534         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10535 }
10536
10537 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10538  *
10539  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10540  *
10541  *      f/d
10542  *
10543  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10544  *
10545  *      floor((a i + g)/m)
10546  *
10547  * is replaced by
10548  *
10549  *      floor((a f + d g)/(m d))
10550  *
10551  * Constraints of the form
10552  *
10553  *      a i + g
10554  *
10555  * are replaced by
10556  *
10557  *      a f + d g
10558  */
10559 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10560         __isl_take isl_basic_set *bset,
10561         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10562 {
10563         int i;
10564         isl_int v;
10565         isl_ctx *ctx;
10566
10567         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10568                 return bset;
10569
10570         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10571         if (!bset || !subs)
10572                 goto error;
10573
10574         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10575         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10576                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10577                         "spaces don't match", goto error);
10578         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10579                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10580                         "cannot handle divs yet", goto error);
10581
10582         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10583
10584         isl_int_init(v);
10585
10586         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10587                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10588                         continue;
10589                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10590                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10591                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10592                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10593         }
10594
10595         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10596                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10597                         continue;
10598                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10599                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10600                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10601                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10602         }
10603
10604         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10605                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10606                         continue;
10607                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10608                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10609                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10610                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10611                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10612                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10613         }
10614
10615         isl_int_clear(v);
10616
10617         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10618         return isl_basic_set_finalize(bset);
10619 error:
10620         isl_basic_set_free(bset);
10621         return NULL;
10622 }
10623
10624 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10625  */
10626 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10627         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10628 {
10629         int i;
10630
10631         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10632                 return set;
10633
10634         set = isl_set_cow(set);
10635         if (!set || !subs)
10636                 goto error;
10637
10638         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10639                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10640                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10641                         goto error;
10642         }
10643
10644         return set;
10645 error:
10646         isl_set_free(set);
10647         return NULL;
10648 }