9c87fa0354f00c2cdfe6bd3c1f8cdaa2c1efa595
[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(__isl_take isl_basic_map *bmap)
930 {
931         if (!bmap)
932                 return NULL;
933
934         if (--bmap->ref > 0)
935                 return NULL;
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         return NULL;
947 }
948
949 void *isl_basic_set_free(struct isl_basic_set *bset)
950 {
951         return isl_basic_map_free((struct isl_basic_map *)bset);
952 }
953
954 static int room_for_con(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
955 {
956         return bmap->n_eq + bmap->n_ineq + n <= bmap->c_size;
957 }
958
959 __isl_give isl_map *isl_map_align_params_map_map_and(
960         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2,
961         __isl_give isl_map *(*fn)(__isl_take isl_map *map1,
962                                     __isl_take isl_map *map2))
963 {
964         if (!map1 || !map2)
965                 goto error;
966         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
967                 return fn(map1, map2);
968         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
969             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
970                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
971                         "unaligned unnamed parameters", goto error);
972         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
973         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
974         return fn(map1, map2);
975 error:
976         isl_map_free(map1);
977         isl_map_free(map2);
978         return NULL;
979 }
980
981 int isl_map_align_params_map_map_and_test(__isl_keep isl_map *map1,
982         __isl_keep isl_map *map2,
983         int (*fn)(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2))
984 {
985         int r;
986
987         if (!map1 || !map2)
988                 return -1;
989         if (isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param, map2->dim, isl_dim_param))
990                 return fn(map1, map2);
991         if (!isl_space_has_named_params(map1->dim) ||
992             !isl_space_has_named_params(map2->dim))
993                 isl_die(map1->ctx, isl_error_invalid,
994                         "unaligned unnamed parameters", return -1);
995         map1 = isl_map_copy(map1);
996         map2 = isl_map_copy(map2);
997         map1 = isl_map_align_params(map1, isl_map_get_space(map2));
998         map2 = isl_map_align_params(map2, isl_map_get_space(map1));
999         r = fn(map1, map2);
1000         isl_map_free(map1);
1001         isl_map_free(map2);
1002         return r;
1003 }
1004
1005 int isl_basic_map_alloc_equality(struct isl_basic_map *bmap)
1006 {
1007         struct isl_ctx *ctx;
1008         if (!bmap)
1009                 return -1;
1010         ctx = bmap->ctx;
1011         isl_assert(ctx, room_for_con(bmap, 1), return -1);
1012         isl_assert(ctx, (bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq <= bmap->c_size,
1013                         return -1);
1014         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1015         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1016         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1017         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1018         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1019         if ((bmap->eq - bmap->ineq) + bmap->n_eq == bmap->c_size) {
1020                 isl_int *t;
1021                 int j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1022                 if (j < 0)
1023                         return -1;
1024                 t = bmap->ineq[j];
1025                 bmap->ineq[j] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1026                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1027                 bmap->eq[-1] = t;
1028                 bmap->n_eq++;
1029                 bmap->n_ineq--;
1030                 bmap->eq--;
1031                 return 0;
1032         }
1033         isl_seq_clr(bmap->eq[bmap->n_eq] + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1034                       bmap->extra - bmap->n_div);
1035         return bmap->n_eq++;
1036 }
1037
1038 int isl_basic_set_alloc_equality(struct isl_basic_set *bset)
1039 {
1040         return isl_basic_map_alloc_equality((struct isl_basic_map *)bset);
1041 }
1042
1043 int isl_basic_map_free_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1044 {
1045         if (!bmap)
1046                 return -1;
1047         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_eq, return -1);
1048         bmap->n_eq -= n;
1049         return 0;
1050 }
1051
1052 int isl_basic_set_free_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1053 {
1054         return isl_basic_map_free_equality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1055 }
1056
1057 int isl_basic_map_drop_equality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1058 {
1059         isl_int *t;
1060         if (!bmap)
1061                 return -1;
1062         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_eq, return -1);
1063
1064         if (pos != bmap->n_eq - 1) {
1065                 t = bmap->eq[pos];
1066                 bmap->eq[pos] = bmap->eq[bmap->n_eq - 1];
1067                 bmap->eq[bmap->n_eq - 1] = t;
1068         }
1069         bmap->n_eq--;
1070         return 0;
1071 }
1072
1073 int isl_basic_set_drop_equality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1074 {
1075         return isl_basic_map_drop_equality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1076 }
1077
1078 void isl_basic_map_inequality_to_equality(
1079                 struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1080 {
1081         isl_int *t;
1082
1083         t = bmap->ineq[pos];
1084         bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1085         bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = bmap->eq[-1];
1086         bmap->eq[-1] = t;
1087         bmap->n_eq++;
1088         bmap->n_ineq--;
1089         bmap->eq--;
1090         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1091         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1092         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1093         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1094 }
1095
1096 static int room_for_ineq(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1097 {
1098         return bmap->n_ineq + n <= bmap->eq - bmap->ineq;
1099 }
1100
1101 int isl_basic_map_alloc_inequality(struct isl_basic_map *bmap)
1102 {
1103         struct isl_ctx *ctx;
1104         if (!bmap)
1105                 return -1;
1106         ctx = bmap->ctx;
1107         isl_assert(ctx, room_for_ineq(bmap, 1), return -1);
1108         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_IMPLICIT);
1109         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NO_REDUNDANT);
1110         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1111         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_ALL_EQUALITIES);
1112         isl_seq_clr(bmap->ineq[bmap->n_ineq] +
1113                       1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1114                       bmap->extra - bmap->n_div);
1115         return bmap->n_ineq++;
1116 }
1117
1118 int isl_basic_set_alloc_inequality(struct isl_basic_set *bset)
1119 {
1120         return isl_basic_map_alloc_inequality((struct isl_basic_map *)bset);
1121 }
1122
1123 int isl_basic_map_free_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1124 {
1125         if (!bmap)
1126                 return -1;
1127         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_ineq, return -1);
1128         bmap->n_ineq -= n;
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 int isl_basic_set_free_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1133 {
1134         return isl_basic_map_free_inequality((struct isl_basic_map *)bset, n);
1135 }
1136
1137 int isl_basic_map_drop_inequality(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
1138 {
1139         isl_int *t;
1140         if (!bmap)
1141                 return -1;
1142         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
1143
1144         if (pos != bmap->n_ineq - 1) {
1145                 t = bmap->ineq[pos];
1146                 bmap->ineq[pos] = bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1];
1147                 bmap->ineq[bmap->n_ineq - 1] = t;
1148                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1149         }
1150         bmap->n_ineq--;
1151         return 0;
1152 }
1153
1154 int isl_basic_set_drop_inequality(struct isl_basic_set *bset, unsigned pos)
1155 {
1156         return isl_basic_map_drop_inequality((struct isl_basic_map *)bset, pos);
1157 }
1158
1159 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_eq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1160         isl_int *eq)
1161 {
1162         int k;
1163
1164         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
1165         if (!bmap)
1166                 return NULL;
1167         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1168         if (k < 0)
1169                 goto error;
1170         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], eq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1171         return bmap;
1172 error:
1173         isl_basic_map_free(bmap);
1174         return NULL;
1175 }
1176
1177 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_eq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1178         isl_int *eq)
1179 {
1180         return (isl_basic_set *)
1181                 isl_basic_map_add_eq((isl_basic_map *)bset, eq);
1182 }
1183
1184 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add_ineq(__isl_take isl_basic_map *bmap,
1185         isl_int *ineq)
1186 {
1187         int k;
1188
1189         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
1190         if (!bmap)
1191                 return NULL;
1192         k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1193         if (k < 0)
1194                 goto error;
1195         isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], ineq, 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
1196         return bmap;
1197 error:
1198         isl_basic_map_free(bmap);
1199         return NULL;
1200 }
1201
1202 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add_ineq(__isl_take isl_basic_set *bset,
1203         isl_int *ineq)
1204 {
1205         return (isl_basic_set *)
1206                 isl_basic_map_add_ineq((isl_basic_map *)bset, ineq);
1207 }
1208
1209 int isl_basic_map_alloc_div(struct isl_basic_map *bmap)
1210 {
1211         if (!bmap)
1212                 return -1;
1213         isl_assert(bmap->ctx, bmap->n_div < bmap->extra, return -1);
1214         isl_seq_clr(bmap->div[bmap->n_div] +
1215                       1 + 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap),
1216                       bmap->extra - bmap->n_div);
1217         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
1218         return bmap->n_div++;
1219 }
1220
1221 int isl_basic_set_alloc_div(struct isl_basic_set *bset)
1222 {
1223         return isl_basic_map_alloc_div((struct isl_basic_map *)bset);
1224 }
1225
1226 int isl_basic_map_free_div(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
1227 {
1228         if (!bmap)
1229                 return -1;
1230         isl_assert(bmap->ctx, n <= bmap->n_div, return -1);
1231         bmap->n_div -= n;
1232         return 0;
1233 }
1234
1235 int isl_basic_set_free_div(struct isl_basic_set *bset, unsigned n)
1236 {
1237         return isl_basic_map_free_div((struct isl_basic_map *)bset, n);
1238 }
1239
1240 /* Copy constraint from src to dst, putting the vars of src at offset
1241  * dim_off in dst and the divs of src at offset div_off in dst.
1242  * If both sets are actually map, then dim_off applies to the input
1243  * variables.
1244  */
1245 static void copy_constraint(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1246                             struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1247                             unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1248 {
1249         unsigned src_nparam = isl_basic_map_n_param(src_map);
1250         unsigned dst_nparam = isl_basic_map_n_param(dst_map);
1251         unsigned src_in = isl_basic_map_n_in(src_map);
1252         unsigned dst_in = isl_basic_map_n_in(dst_map);
1253         unsigned src_out = isl_basic_map_n_out(src_map);
1254         unsigned dst_out = isl_basic_map_n_out(dst_map);
1255         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1256         isl_seq_cpy(dst+1, src+1, isl_min(dst_nparam, src_nparam));
1257         if (dst_nparam > src_nparam)
1258                 isl_seq_clr(dst+1+src_nparam,
1259                                 dst_nparam - src_nparam);
1260         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam, in_off);
1261         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+in_off,
1262                     src+1+src_nparam,
1263                     isl_min(dst_in-in_off, src_in));
1264         if (dst_in-in_off > src_in)
1265                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+in_off+src_in,
1266                                 dst_in - in_off - src_in);
1267         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in, out_off);
1268         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off,
1269                     src+1+src_nparam+src_in,
1270                     isl_min(dst_out-out_off, src_out));
1271         if (dst_out-out_off > src_out)
1272                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+out_off+src_out,
1273                                 dst_out - out_off - src_out);
1274         isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out, div_off);
1275         isl_seq_cpy(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+div_off,
1276                     src+1+src_nparam+src_in+src_out,
1277                     isl_min(dst_map->extra-div_off, src_map->n_div));
1278         if (dst_map->n_div-div_off > src_map->n_div)
1279                 isl_seq_clr(dst+1+dst_nparam+dst_in+dst_out+
1280                                 div_off+src_map->n_div,
1281                                 dst_map->n_div - div_off - src_map->n_div);
1282 }
1283
1284 static void copy_div(struct isl_basic_map *dst_map, isl_int *dst,
1285                      struct isl_basic_map *src_map, isl_int *src,
1286                      unsigned in_off, unsigned out_off, unsigned div_off)
1287 {
1288         isl_int_set(dst[0], src[0]);
1289         copy_constraint(dst_map, dst+1, src_map, src+1, in_off, out_off, div_off);
1290 }
1291
1292 static struct isl_basic_map *add_constraints(struct isl_basic_map *bmap1,
1293                 struct isl_basic_map *bmap2, unsigned i_pos, unsigned o_pos)
1294 {
1295         int i;
1296         unsigned div_off;
1297
1298         if (!bmap1 || !bmap2)
1299                 goto error;
1300
1301         div_off = bmap1->n_div;
1302
1303         for (i = 0; i < bmap2->n_eq; ++i) {
1304                 int i1 = isl_basic_map_alloc_equality(bmap1);
1305                 if (i1 < 0)
1306                         goto error;
1307                 copy_constraint(bmap1, bmap1->eq[i1], bmap2, bmap2->eq[i],
1308                                 i_pos, o_pos, div_off);
1309         }
1310
1311         for (i = 0; i < bmap2->n_ineq; ++i) {
1312                 int i1 = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap1);
1313                 if (i1 < 0)
1314                         goto error;
1315                 copy_constraint(bmap1, bmap1->ineq[i1], bmap2, bmap2->ineq[i],
1316                                 i_pos, o_pos, div_off);
1317         }
1318
1319         for (i = 0; i < bmap2->n_div; ++i) {
1320                 int i1 = isl_basic_map_alloc_div(bmap1);
1321                 if (i1 < 0)
1322                         goto error;
1323                 copy_div(bmap1, bmap1->div[i1], bmap2, bmap2->div[i],
1324                          i_pos, o_pos, div_off);
1325         }
1326
1327         isl_basic_map_free(bmap2);
1328
1329         return bmap1;
1330
1331 error:
1332         isl_basic_map_free(bmap1);
1333         isl_basic_map_free(bmap2);
1334         return NULL;
1335 }
1336
1337 struct isl_basic_set *isl_basic_set_add_constraints(struct isl_basic_set *bset1,
1338                 struct isl_basic_set *bset2, unsigned pos)
1339 {
1340         return (struct isl_basic_set *)
1341                 add_constraints((struct isl_basic_map *)bset1,
1342                                 (struct isl_basic_map *)bset2, 0, pos);
1343 }
1344
1345 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_space(struct isl_basic_map *base,
1346                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1347                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1348 {
1349         struct isl_basic_map *ext;
1350         unsigned flags;
1351         int dims_ok;
1352
1353         if (!dim)
1354                 goto error;
1355
1356         if (!base)
1357                 goto error;
1358
1359         dims_ok = isl_space_is_equal(base->dim, dim) &&
1360                   base->extra >= base->n_div + extra;
1361
1362         if (dims_ok && room_for_con(base, n_eq + n_ineq) &&
1363                        room_for_ineq(base, n_ineq)) {
1364                 isl_space_free(dim);
1365                 return base;
1366         }
1367
1368         isl_assert(base->ctx, base->dim->nparam <= dim->nparam, goto error);
1369         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_in <= dim->n_in, goto error);
1370         isl_assert(base->ctx, base->dim->n_out <= dim->n_out, goto error);
1371         extra += base->extra;
1372         n_eq += base->n_eq;
1373         n_ineq += base->n_ineq;
1374
1375         ext = isl_basic_map_alloc_space(dim, extra, n_eq, n_ineq);
1376         dim = NULL;
1377         if (!ext)
1378                 goto error;
1379
1380         if (dims_ok)
1381                 ext->sample = isl_vec_copy(base->sample);
1382         flags = base->flags;
1383         ext = add_constraints(ext, base, 0, 0);
1384         if (ext) {
1385                 ext->flags = flags;
1386                 ISL_F_CLR(ext, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1387         }
1388
1389         return ext;
1390
1391 error:
1392         isl_space_free(dim);
1393         isl_basic_map_free(base);
1394         return NULL;
1395 }
1396
1397 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_space(struct isl_basic_set *base,
1398                 __isl_take isl_space *dim, unsigned extra,
1399                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1400 {
1401         return (struct isl_basic_set *)
1402                 isl_basic_map_extend_space((struct isl_basic_map *)base, dim,
1403                                                         extra, n_eq, n_ineq);
1404 }
1405
1406 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend_constraints(
1407                 struct isl_basic_map *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1408 {
1409         if (!base)
1410                 return NULL;
1411         return isl_basic_map_extend_space(base, isl_space_copy(base->dim),
1412                                         0, n_eq, n_ineq);
1413 }
1414
1415 struct isl_basic_map *isl_basic_map_extend(struct isl_basic_map *base,
1416                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out, unsigned extra,
1417                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1418 {
1419         struct isl_basic_map *bmap;
1420         isl_space *dim;
1421
1422         if (!base)
1423                 return NULL;
1424         dim = isl_space_alloc(base->ctx, nparam, n_in, n_out);
1425         if (!dim)
1426                 goto error;
1427
1428         bmap = isl_basic_map_extend_space(base, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1429         return bmap;
1430 error:
1431         isl_basic_map_free(base);
1432         return NULL;
1433 }
1434
1435 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend(struct isl_basic_set *base,
1436                 unsigned nparam, unsigned dim, unsigned extra,
1437                 unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1438 {
1439         return (struct isl_basic_set *)
1440                 isl_basic_map_extend((struct isl_basic_map *)base,
1441                                         nparam, 0, dim, extra, n_eq, n_ineq);
1442 }
1443
1444 struct isl_basic_set *isl_basic_set_extend_constraints(
1445                 struct isl_basic_set *base, unsigned n_eq, unsigned n_ineq)
1446 {
1447         return (struct isl_basic_set *)
1448                 isl_basic_map_extend_constraints((struct isl_basic_map *)base,
1449                                                     n_eq, n_ineq);
1450 }
1451
1452 struct isl_basic_set *isl_basic_set_cow(struct isl_basic_set *bset)
1453 {
1454         return (struct isl_basic_set *)
1455                 isl_basic_map_cow((struct isl_basic_map *)bset);
1456 }
1457
1458 struct isl_basic_map *isl_basic_map_cow(struct isl_basic_map *bmap)
1459 {
1460         if (!bmap)
1461                 return NULL;
1462
1463         if (bmap->ref > 1) {
1464                 bmap->ref--;
1465                 bmap = isl_basic_map_dup(bmap);
1466         }
1467         if (bmap)
1468                 ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL);
1469         return bmap;
1470 }
1471
1472 struct isl_set *isl_set_cow(struct isl_set *set)
1473 {
1474         if (!set)
1475                 return NULL;
1476
1477         if (set->ref == 1)
1478                 return set;
1479         set->ref--;
1480         return isl_set_dup(set);
1481 }
1482
1483 struct isl_map *isl_map_cow(struct isl_map *map)
1484 {
1485         if (!map)
1486                 return NULL;
1487
1488         if (map->ref == 1)
1489                 return map;
1490         map->ref--;
1491         return isl_map_dup(map);
1492 }
1493
1494 static void swap_vars(struct isl_blk blk, isl_int *a,
1495                         unsigned a_len, unsigned b_len)
1496 {
1497         isl_seq_cpy(blk.data, a+a_len, b_len);
1498         isl_seq_cpy(blk.data+b_len, a, a_len);
1499         isl_seq_cpy(a, blk.data, b_len+a_len);
1500 }
1501
1502 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_swap_vars(
1503         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, unsigned n1, unsigned n2)
1504 {
1505         int i;
1506         struct isl_blk blk;
1507
1508         if (!bmap)
1509                 goto error;
1510
1511         isl_assert(bmap->ctx,
1512                 pos + n1 + n2 <= 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap), goto error);
1513
1514         if (n1 == 0 || n2 == 0)
1515                 return bmap;
1516
1517         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
1518         if (!bmap)
1519                 return NULL;
1520
1521         blk = isl_blk_alloc(bmap->ctx, n1 + n2);
1522         if (isl_blk_is_error(blk))
1523                 goto error;
1524
1525         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1526                 swap_vars(blk,
1527                           bmap->eq[i] + pos, n1, n2);
1528
1529         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1530                 swap_vars(blk,
1531                           bmap->ineq[i] + pos, n1, n2);
1532
1533         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1534                 swap_vars(blk,
1535                           bmap->div[i]+1 + pos, n1, n2);
1536
1537         isl_blk_free(bmap->ctx, blk);
1538
1539         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_SET_NORMALIZED);
1540         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
1541         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1542 error:
1543         isl_basic_map_free(bmap);
1544         return NULL;
1545 }
1546
1547 static __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_swap_vars(
1548         __isl_take isl_basic_set *bset, unsigned n)
1549 {
1550         unsigned dim;
1551         unsigned nparam;
1552
1553         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
1554         dim = isl_basic_set_n_dim(bset);
1555         isl_assert(bset->ctx, n <= dim, goto error);
1556
1557         return isl_basic_map_swap_vars(bset, 1 + nparam, n, dim - n);
1558 error:
1559         isl_basic_set_free(bset);
1560         return NULL;
1561 }
1562
1563 struct isl_basic_map *isl_basic_map_set_to_empty(struct isl_basic_map *bmap)
1564 {
1565         int i = 0;
1566         unsigned total;
1567         if (!bmap)
1568                 goto error;
1569         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
1570         isl_basic_map_free_div(bmap, bmap->n_div);
1571         isl_basic_map_free_inequality(bmap, bmap->n_ineq);
1572         if (bmap->n_eq > 0)
1573                 isl_basic_map_free_equality(bmap, bmap->n_eq-1);
1574         else {
1575                 i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
1576                 if (i < 0)
1577                         goto error;
1578         }
1579         isl_int_set_si(bmap->eq[i][0], 1);
1580         isl_seq_clr(bmap->eq[i]+1, total);
1581         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
1582         isl_vec_free(bmap->sample);
1583         bmap->sample = NULL;
1584         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1585 error:
1586         isl_basic_map_free(bmap);
1587         return NULL;
1588 }
1589
1590 struct isl_basic_set *isl_basic_set_set_to_empty(struct isl_basic_set *bset)
1591 {
1592         return (struct isl_basic_set *)
1593                 isl_basic_map_set_to_empty((struct isl_basic_map *)bset);
1594 }
1595
1596 void isl_basic_map_swap_div(struct isl_basic_map *bmap, int a, int b)
1597 {
1598         int i;
1599         unsigned off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1600         isl_int *t = bmap->div[a];
1601         bmap->div[a] = bmap->div[b];
1602         bmap->div[b] = t;
1603
1604         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
1605                 isl_int_swap(bmap->eq[i][1+off+a], bmap->eq[i][1+off+b]);
1606
1607         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
1608                 isl_int_swap(bmap->ineq[i][1+off+a], bmap->ineq[i][1+off+b]);
1609
1610         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
1611                 isl_int_swap(bmap->div[i][1+1+off+a], bmap->div[i][1+1+off+b]);
1612         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
1613 }
1614
1615 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1616  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1617  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1618  */
1619 __isl_give isl_map *isl_map_eliminate(__isl_take isl_map *map,
1620         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1621 {
1622         int i;
1623
1624         if (!map)
1625                 return NULL;
1626         if (n == 0)
1627                 return map;
1628
1629         if (first + n > isl_map_dim(map, type) || first + n < first)
1630                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
1631                         "index out of bounds", goto error);
1632
1633         map = isl_map_cow(map);
1634         if (!map)
1635                 return NULL;
1636
1637         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1638                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate(map->p[i], type, first, n);
1639                 if (!map->p[i])
1640                         goto error;
1641         }
1642         return map;
1643 error:
1644         isl_map_free(map);
1645         return NULL;
1646 }
1647
1648 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1649  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1650  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1651  */
1652 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate(__isl_take isl_set *set,
1653         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1654 {
1655         return (isl_set *)isl_map_eliminate((isl_map *)set, type, first, n);
1656 }
1657
1658 /* Eliminate the specified n dimensions starting at first from the
1659  * constraints, without removing the dimensions from the space.
1660  * If the set is rational, the dimensions are eliminated using Fourier-Motzkin.
1661  */
1662 __isl_give isl_set *isl_set_eliminate_dims(__isl_take isl_set *set,
1663         unsigned first, unsigned n)
1664 {
1665         return isl_set_eliminate(set, isl_dim_set, first, n);
1666 }
1667
1668 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs(
1669         __isl_take isl_basic_map *bmap)
1670 {
1671         if (!bmap)
1672                 return NULL;
1673         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1674                             isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all), bmap->n_div);
1675         if (!bmap)
1676                 return NULL;
1677         bmap->n_div = 0;
1678         return isl_basic_map_finalize(bmap);
1679 }
1680
1681 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs(
1682         __isl_take isl_basic_set *bset)
1683 {
1684         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_remove_divs(
1685                         (struct isl_basic_map *)bset);
1686 }
1687
1688 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs(__isl_take isl_map *map)
1689 {
1690         int i;
1691
1692         if (!map)
1693                 return NULL;
1694         if (map->n == 0)
1695                 return map;
1696
1697         map = isl_map_cow(map);
1698         if (!map)
1699                 return NULL;
1700         
1701         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
1702                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs(map->p[i]);
1703                 if (!map->p[i])
1704                         goto error;
1705         }
1706         return map;
1707 error:
1708         isl_map_free(map);
1709         return NULL;
1710 }
1711
1712 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs(__isl_take isl_set *set)
1713 {
1714         return isl_map_remove_divs(set);
1715 }
1716
1717 struct isl_basic_map *isl_basic_map_remove_dims(struct isl_basic_map *bmap,
1718         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1719 {
1720         if (!bmap)
1721                 return NULL;
1722         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1723                         goto error);
1724         if (n == 0 && !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
1725                 return bmap;
1726         bmap = isl_basic_map_eliminate_vars(bmap,
1727                         isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + first, n);
1728         if (!bmap)
1729                 return bmap;
1730         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) && type == isl_dim_div)
1731                 return bmap;
1732         bmap = isl_basic_map_drop(bmap, type, first, n);
1733         return bmap;
1734 error:
1735         isl_basic_map_free(bmap);
1736         return NULL;
1737 }
1738
1739 /* Return true if the definition of the given div (recursively) involves
1740  * any of the given variables.
1741  */
1742 static int div_involves_vars(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div,
1743         unsigned first, unsigned n)
1744 {
1745         int i;
1746         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
1747
1748         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1749                 return 0;
1750         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[div] + 1 + first, n) >= 0)
1751                 return 1;
1752
1753         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1754                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
1755                         continue;
1756                 if (div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1757                         return 1;
1758         }
1759
1760         return 0;
1761 }
1762
1763 /* Try and add a lower and/or upper bound on "div" to "bmap"
1764  * based on inequality "i".
1765  * "total" is the total number of variables (excluding the divs).
1766  * "v" is a temporary object that can be used during the calculations.
1767  * If "lb" is set, then a lower bound should be constructed.
1768  * If "ub" is set, then an upper bound should be constructed.
1769  *
1770  * The calling function has already checked that the inequality does not
1771  * reference "div", but we still need to check that the inequality is
1772  * of the right form.  We'll consider the case where we want to construct
1773  * a lower bound.  The construction of upper bounds is similar.
1774  *
1775  * Let "div" be of the form
1776  *
1777  *      q = floor((a + f(x))/d)
1778  *
1779  * We essentially check if constraint "i" is of the form
1780  *
1781  *      b + f(x) >= 0
1782  *
1783  * so that we can use it to derive a lower bound on "div".
1784  * However, we allow a slightly more general form
1785  *
1786  *      b + g(x) >= 0
1787  *
1788  * with the condition that the coefficients of g(x) - f(x) are all
1789  * divisible by d.
1790  * Rewriting this constraint as
1791  *
1792  *      0 >= -b - g(x)
1793  *
1794  * adding a + f(x) to both sides and dividing by d, we obtain
1795  *
1796  *      (a + f(x))/d >= (a-b)/d + (f(x)-g(x))/d
1797  *
1798  * Taking the floor on both sides, we obtain
1799  *
1800  *      q >= floor((a-b)/d) + (f(x)-g(x))/d
1801  *
1802  * or
1803  *
1804  *      (g(x)-f(x))/d + ceil((b-a)/d) + q >= 0
1805  *
1806  * In the case of an upper bound, we construct the constraint
1807  *
1808  *      (g(x)+f(x))/d + floor((b+a)/d) - q >= 0
1809  *
1810  */
1811 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div_from_ineq(
1812         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div, int i,
1813         unsigned total, isl_int v, int lb, int ub)
1814 {
1815         int j;
1816
1817         for (j = 0; (lb || ub) && j < total + bmap->n_div; ++j) {
1818                 if (lb) {
1819                         isl_int_sub(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1820                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1821                         lb = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1822                 }
1823                 if (ub) {
1824                         isl_int_add(v, bmap->ineq[i][1 + j],
1825                                         bmap->div[div][1 + 1 + j]);
1826                         ub = isl_int_is_divisible_by(v, bmap->div[div][0]);
1827                 }
1828         }
1829         if (!lb && !ub)
1830                 return bmap;
1831
1832         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, lb + ub);
1833         if (lb) {
1834                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1835                 if (k < 0)
1836                         goto error;
1837                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1838                         isl_int_sub(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1839                                         bmap->div[div][1 + j]);
1840                         isl_int_cdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1841                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1842                 }
1843                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], 1);
1844         }
1845         if (ub) {
1846                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
1847                 if (k < 0)
1848                         goto error;
1849                 for (j = 0; j < 1 + total + bmap->n_div; ++j) {
1850                         isl_int_add(bmap->ineq[k][j], bmap->ineq[i][j],
1851                                         bmap->div[div][1 + j]);
1852                         isl_int_fdiv_q(bmap->ineq[k][j],
1853                                         bmap->ineq[k][j], bmap->div[div][0]);
1854                 }
1855                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + total + div], -1);
1856         }
1857
1858         return bmap;
1859 error:
1860         isl_basic_map_free(bmap);
1861         return NULL;
1862 }
1863
1864 /* This function is called right before "div" is eliminated from "bmap"
1865  * using Fourier-Motzkin.
1866  * Look through the constraints of "bmap" for constraints on the argument
1867  * of the integer division and use them to construct constraints on the
1868  * integer division itself.  These constraints can then be combined
1869  * during the Fourier-Motzkin elimination.
1870  * Note that it is only useful to introduce lower bounds on "div"
1871  * if "bmap" already contains upper bounds on "div" as the newly
1872  * introduce lower bounds can then be combined with the pre-existing
1873  * upper bounds.  Similarly for upper bounds.
1874  * We therefore first check if "bmap" contains any lower and/or upper bounds
1875  * on "div".
1876  *
1877  * It is interesting to note that the introduction of these constraints
1878  * can indeed lead to more accurate results, even when compared to
1879  * deriving constraints on the argument of "div" from constraints on "div".
1880  * Consider, for example, the set
1881  *
1882  *      { [i,j,k] : 3 + i + 2j >= 0 and 2 * [(i+2j)/4] <= k }
1883  *
1884  * The second constraint can be rewritten as
1885  *
1886  *      2 * [(-i-2j+3)/4] + k >= 0
1887  *
1888  * from which we can derive
1889  *
1890  *      -i - 2j + 3 >= -2k
1891  *
1892  * or
1893  *
1894  *      i + 2j <= 3 + 2k
1895  *
1896  * Combined with the first constraint, we obtain
1897  *
1898  *      -3 <= 3 + 2k    or      k >= -3
1899  *
1900  * If, on the other hand we derive a constraint on [(i+2j)/4] from
1901  * the first constraint, we obtain
1902  *
1903  *      [(i + 2j)/4] >= [-3/4] = -1
1904  *
1905  * Combining this constraint with the second constraint, we obtain
1906  *
1907  *      k >= -2
1908  */
1909 static __isl_give isl_basic_map *insert_bounds_on_div(
1910         __isl_take isl_basic_map *bmap, int div)
1911 {
1912         int i;
1913         int check_lb, check_ub;
1914         isl_int v;
1915         unsigned total;
1916
1917         if (!bmap)
1918                 return NULL;
1919
1920         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
1921                 return bmap;
1922
1923         total = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
1924
1925         check_lb = 0;
1926         check_ub = 0;
1927         for (i = 0; (!check_lb || !check_ub) && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1928                 int s = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][1 + total + div]);
1929                 if (s > 0)
1930                         check_ub = 1;
1931                 if (s < 0)
1932                         check_lb = 1;
1933         }
1934
1935         if (!check_lb && !check_ub)
1936                 return bmap;
1937
1938         isl_int_init(v);
1939
1940         for (i = 0; bmap && i < bmap->n_ineq; ++i) {
1941                 if (!isl_int_is_zero(bmap->ineq[i][1 + total + div]))
1942                         continue;
1943
1944                 bmap = insert_bounds_on_div_from_ineq(bmap, div, i, total, v,
1945                                                         check_lb, check_ub);
1946         }
1947
1948         isl_int_clear(v);
1949
1950         return bmap;
1951 }
1952
1953 /* Remove all divs (recursively) involving any of the given dimensions
1954  * in their definitions.
1955  */
1956 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(
1957         __isl_take isl_basic_map *bmap,
1958         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1959 {
1960         int i;
1961
1962         if (!bmap)
1963                 return NULL;
1964         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
1965                         goto error);
1966         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
1967
1968         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
1969                 if (!div_involves_vars(bmap, i, first, n))
1970                         continue;
1971                 bmap = insert_bounds_on_div(bmap, i);
1972                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
1973                 if (!bmap)
1974                         return NULL;
1975                 i = bmap->n_div;
1976         }
1977
1978         return bmap;
1979 error:
1980         isl_basic_map_free(bmap);
1981         return NULL;
1982 }
1983
1984 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_divs_involving_dims(
1985         __isl_take isl_basic_set *bset,
1986         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1987 {
1988         return isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(bset, type, first, n);
1989 }
1990
1991 __isl_give isl_map *isl_map_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_map *map,
1992         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
1993 {
1994         int i;
1995
1996         if (!map)
1997                 return NULL;
1998         if (map->n == 0)
1999                 return map;
2000
2001         map = isl_map_cow(map);
2002         if (!map)
2003                 return NULL;
2004
2005         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2006                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_divs_involving_dims(map->p[i],
2007                                                                 type, first, n);
2008                 if (!map->p[i])
2009                         goto error;
2010         }
2011         return map;
2012 error:
2013         isl_map_free(map);
2014         return NULL;
2015 }
2016
2017 __isl_give isl_set *isl_set_remove_divs_involving_dims(__isl_take isl_set *set,
2018         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2019 {
2020         return (isl_set *)isl_map_remove_divs_involving_dims((isl_map *)set,
2021                                                               type, first, n);
2022 }
2023
2024 /* Does the desciption of "bmap" depend on the specified dimensions?
2025  * We also check whether the dimensions appear in any of the div definitions.
2026  * In principle there is no need for this check.  If the dimensions appear
2027  * in a div definition, they also appear in the defining constraints of that
2028  * div.
2029  */
2030 int isl_basic_map_involves_dims(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
2031         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2032 {
2033         int i;
2034
2035         if (!bmap)
2036                 return -1;
2037
2038         if (first + n > isl_basic_map_dim(bmap, type))
2039                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
2040                         "index out of bounds", return -1);
2041
2042         first += isl_basic_map_offset(bmap, type);
2043         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
2044                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i] + first, n) >= 0)
2045                         return 1;
2046         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
2047                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->ineq[i] + first, n) >= 0)
2048                         return 1;
2049         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2050                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
2051                         continue;
2052                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i] + 1 + first, n) >= 0)
2053                         return 1;
2054         }
2055
2056         return 0;
2057 }
2058
2059 int isl_map_involves_dims(__isl_keep isl_map *map,
2060         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2061 {
2062         int i;
2063
2064         if (!map)
2065                 return -1;
2066
2067         if (first + n > isl_map_dim(map, type))
2068                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
2069                         "index out of bounds", return -1);
2070
2071         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2072                 int involves = isl_basic_map_involves_dims(map->p[i],
2073                                                             type, first, n);
2074                 if (involves < 0 || involves)
2075                         return involves;
2076         }
2077
2078         return 0;
2079 }
2080
2081 int isl_basic_set_involves_dims(__isl_keep isl_basic_set *bset,
2082         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2083 {
2084         return isl_basic_map_involves_dims(bset, type, first, n);
2085 }
2086
2087 int isl_set_involves_dims(__isl_keep isl_set *set,
2088         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2089 {
2090         return isl_map_involves_dims(set, type, first, n);
2091 }
2092
2093 /* Return true if the definition of the given div is unknown or depends
2094  * on unknown divs.
2095  */
2096 static int div_is_unknown(__isl_keep isl_basic_map *bmap, int div)
2097 {
2098         int i;
2099         unsigned div_offset = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_div);
2100
2101         if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][0]))
2102                 return 1;
2103
2104         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2105                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[div][1 + div_offset + i]))
2106                         continue;
2107                 if (div_is_unknown(bmap, i))
2108                         return 1;
2109         }
2110
2111         return 0;
2112 }
2113
2114 /* Remove all divs that are unknown or defined in terms of unknown divs.
2115  */
2116 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_remove_unknown_divs(
2117         __isl_take isl_basic_map *bmap)
2118 {
2119         int i;
2120
2121         if (!bmap)
2122                 return NULL;
2123
2124         for (i = bmap->n_div - 1; i >= 0; --i) {
2125                 if (!div_is_unknown(bmap, i))
2126                         continue;
2127                 bmap = isl_basic_map_remove_dims(bmap, isl_dim_div, i, 1);
2128                 if (!bmap)
2129                         return NULL;
2130                 i = bmap->n_div;
2131         }
2132
2133         return bmap;
2134 }
2135
2136 __isl_give isl_map *isl_map_remove_unknown_divs(__isl_take isl_map *map)
2137 {
2138         int i;
2139
2140         if (!map)
2141                 return NULL;
2142         if (map->n == 0)
2143                 return map;
2144
2145         map = isl_map_cow(map);
2146         if (!map)
2147                 return NULL;
2148
2149         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2150                 map->p[i] = isl_basic_map_remove_unknown_divs(map->p[i]);
2151                 if (!map->p[i])
2152                         goto error;
2153         }
2154         return map;
2155 error:
2156         isl_map_free(map);
2157         return NULL;
2158 }
2159
2160 __isl_give isl_set *isl_set_remove_unknown_divs(__isl_take isl_set *set)
2161 {
2162         return (isl_set *)isl_map_remove_unknown_divs((isl_map *)set);
2163 }
2164
2165 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_remove_dims(
2166         __isl_take isl_basic_set *bset,
2167         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2168 {
2169         return (isl_basic_set *)
2170             isl_basic_map_remove_dims((isl_basic_map *)bset, type, first, n);
2171 }
2172
2173 struct isl_map *isl_map_remove_dims(struct isl_map *map,
2174         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2175 {
2176         int i;
2177
2178         if (n == 0)
2179                 return map;
2180
2181         map = isl_map_cow(map);
2182         if (!map)
2183                 return NULL;
2184         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
2185         
2186         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2187                 map->p[i] = isl_basic_map_eliminate_vars(map->p[i],
2188                         isl_basic_map_offset(map->p[i], type) - 1 + first, n);
2189                 if (!map->p[i])
2190                         goto error;
2191         }
2192         map = isl_map_drop(map, type, first, n);
2193         return map;
2194 error:
2195         isl_map_free(map);
2196         return NULL;
2197 }
2198
2199 __isl_give isl_set *isl_set_remove_dims(__isl_take isl_set *bset,
2200         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
2201 {
2202         return (isl_set *)isl_map_remove_dims((isl_map *)bset, type, first, n);
2203 }
2204
2205 /* Project out n inputs starting at first using Fourier-Motzkin */
2206 struct isl_map *isl_map_remove_inputs(struct isl_map *map,
2207         unsigned first, unsigned n)
2208 {
2209         return isl_map_remove_dims(map, isl_dim_in, first, n);
2210 }
2211
2212 static void dump_term(struct isl_basic_map *bmap,
2213                         isl_int c, int pos, FILE *out)
2214 {
2215         const char *name;
2216         unsigned in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2217         unsigned dim = in + isl_basic_map_n_out(bmap);
2218         unsigned nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
2219         if (!pos)
2220                 isl_int_print(out, c, 0);
2221         else {
2222                 if (!isl_int_is_one(c))
2223                         isl_int_print(out, c, 0);
2224                 if (pos < 1 + nparam) {
2225                         name = isl_space_get_dim_name(bmap->dim,
2226                                                 isl_dim_param, pos - 1);
2227                         if (name)
2228                                 fprintf(out, "%s", name);
2229                         else
2230                                 fprintf(out, "p%d", pos - 1);
2231                 } else if (pos < 1 + nparam + in)
2232                         fprintf(out, "i%d", pos - 1 - nparam);
2233                 else if (pos < 1 + nparam + dim)
2234                         fprintf(out, "o%d", pos - 1 - nparam - in);
2235                 else
2236                         fprintf(out, "e%d", pos - 1 - nparam - dim);
2237         }
2238 }
2239
2240 static void dump_constraint_sign(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2241                                 int sign, FILE *out)
2242 {
2243         int i;
2244         int first;
2245         unsigned len = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2246         isl_int v;
2247
2248         isl_int_init(v);
2249         for (i = 0, first = 1; i < len; ++i) {
2250                 if (isl_int_sgn(c[i]) * sign <= 0)
2251                         continue;
2252                 if (!first)
2253                         fprintf(out, " + ");
2254                 first = 0;
2255                 isl_int_abs(v, c[i]);
2256                 dump_term(bmap, v, i, out);
2257         }
2258         isl_int_clear(v);
2259         if (first)
2260                 fprintf(out, "0");
2261 }
2262
2263 static void dump_constraint(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *c,
2264                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2265 {
2266         int i;
2267
2268         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2269
2270         dump_constraint_sign(bmap, c, 1, out);
2271         fprintf(out, " %s ", op);
2272         dump_constraint_sign(bmap, c, -1, out);
2273
2274         fprintf(out, "\n");
2275
2276         for (i = bmap->n_div; i < bmap->extra; ++i) {
2277                 if (isl_int_is_zero(c[1+isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all)+i]))
2278                         continue;
2279                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2280                 fprintf(out, "ERROR: unused div coefficient not zero\n");
2281                 abort();
2282         }
2283 }
2284
2285 static void dump_constraints(struct isl_basic_map *bmap,
2286                                 isl_int **c, unsigned n,
2287                                 const char *op, FILE *out, int indent)
2288 {
2289         int i;
2290
2291         for (i = 0; i < n; ++i)
2292                 dump_constraint(bmap, c[i], op, out, indent);
2293 }
2294
2295 static void dump_affine(struct isl_basic_map *bmap, isl_int *exp, FILE *out)
2296 {
2297         int j;
2298         int first = 1;
2299         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2300
2301         for (j = 0; j < 1 + total; ++j) {
2302                 if (isl_int_is_zero(exp[j]))
2303                         continue;
2304                 if (!first && isl_int_is_pos(exp[j]))
2305                         fprintf(out, "+");
2306                 dump_term(bmap, exp[j], j, out);
2307                 first = 0;
2308         }
2309 }
2310
2311 static void dump(struct isl_basic_map *bmap, FILE *out, int indent)
2312 {
2313         int i;
2314
2315         dump_constraints(bmap, bmap->eq, bmap->n_eq, "=", out, indent);
2316         dump_constraints(bmap, bmap->ineq, bmap->n_ineq, ">=", out, indent);
2317
2318         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
2319                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2320                 fprintf(out, "e%d = [(", i);
2321                 dump_affine(bmap, bmap->div[i]+1, out);
2322                 fprintf(out, ")/");
2323                 isl_int_print(out, bmap->div[i][0], 0);
2324                 fprintf(out, "]\n");
2325         }
2326 }
2327
2328 void isl_basic_set_print_internal(struct isl_basic_set *bset,
2329         FILE *out, int indent)
2330 {
2331         if (!bset) {
2332                 fprintf(out, "null basic set\n");
2333                 return;
2334         }
2335
2336         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2337         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, dim: %d, extra: %d, flags: %x\n",
2338                         bset->ref, bset->dim->nparam, bset->dim->n_out,
2339                         bset->extra, bset->flags);
2340         dump((struct isl_basic_map *)bset, out, indent);
2341 }
2342
2343 void isl_basic_map_print_internal(struct isl_basic_map *bmap,
2344         FILE *out, int indent)
2345 {
2346         if (!bmap) {
2347                 fprintf(out, "null basic map\n");
2348                 return;
2349         }
2350
2351         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2352         fprintf(out, "ref: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, extra: %d, "
2353                         "flags: %x, n_name: %d\n",
2354                 bmap->ref,
2355                 bmap->dim->nparam, bmap->dim->n_in, bmap->dim->n_out,
2356                 bmap->extra, bmap->flags, bmap->dim->n_id);
2357         dump(bmap, out, indent);
2358 }
2359
2360 int isl_inequality_negate(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
2361 {
2362         unsigned total;
2363         if (!bmap)
2364                 return -1;
2365         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
2366         isl_assert(bmap->ctx, pos < bmap->n_ineq, return -1);
2367         isl_seq_neg(bmap->ineq[pos], bmap->ineq[pos], 1 + total);
2368         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[pos][0], bmap->ineq[pos][0], 1);
2369         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
2370         return 0;
2371 }
2372
2373 __isl_give isl_set *isl_set_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
2374         unsigned flags)
2375 {
2376         struct isl_set *set;
2377
2378         if (!dim)
2379                 return NULL;
2380         isl_assert(dim->ctx, dim->n_in == 0, goto error);
2381         isl_assert(dim->ctx, n >= 0, goto error);
2382         set = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_set,
2383                         sizeof(struct isl_set) +
2384                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_set *));
2385         if (!set)
2386                 goto error;
2387
2388         set->ctx = dim->ctx;
2389         isl_ctx_ref(set->ctx);
2390         set->ref = 1;
2391         set->size = n;
2392         set->n = 0;
2393         set->dim = dim;
2394         set->flags = flags;
2395         return set;
2396 error:
2397         isl_space_free(dim);
2398         return NULL;
2399 }
2400
2401 struct isl_set *isl_set_alloc(struct isl_ctx *ctx,
2402                 unsigned nparam, unsigned dim, int n, unsigned flags)
2403 {
2404         struct isl_set *set;
2405         isl_space *dims;
2406
2407         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, 0, dim);
2408         if (!dims)
2409                 return NULL;
2410
2411         set = isl_set_alloc_space(dims, n, flags);
2412         return set;
2413 }
2414
2415 /* Make sure "map" has room for at least "n" more basic maps.
2416  */
2417 struct isl_map *isl_map_grow(struct isl_map *map, int n)
2418 {
2419         int i;
2420         struct isl_map *grown = NULL;
2421
2422         if (!map)
2423                 return NULL;
2424         isl_assert(map->ctx, n >= 0, goto error);
2425         if (map->n + n <= map->size)
2426                 return map;
2427         grown = isl_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), map->n + n, map->flags);
2428         if (!grown)
2429                 goto error;
2430         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2431                 grown->p[i] = isl_basic_map_copy(map->p[i]);
2432                 if (!grown->p[i])
2433                         goto error;
2434                 grown->n++;
2435         }
2436         isl_map_free(map);
2437         return grown;
2438 error:
2439         isl_map_free(grown);
2440         isl_map_free(map);
2441         return NULL;
2442 }
2443
2444 /* Make sure "set" has room for at least "n" more basic sets.
2445  */
2446 struct isl_set *isl_set_grow(struct isl_set *set, int n)
2447 {
2448         return (struct isl_set *)isl_map_grow((struct isl_map *)set, n);
2449 }
2450
2451 struct isl_set *isl_set_dup(struct isl_set *set)
2452 {
2453         int i;
2454         struct isl_set *dup;
2455
2456         if (!set)
2457                 return NULL;
2458
2459         dup = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(set->dim), set->n, set->flags);
2460         if (!dup)
2461                 return NULL;
2462         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2463                 dup = isl_set_add_basic_set(dup, isl_basic_set_copy(set->p[i]));
2464         return dup;
2465 }
2466
2467 struct isl_set *isl_set_from_basic_set(struct isl_basic_set *bset)
2468 {
2469         return isl_map_from_basic_map(bset);
2470 }
2471
2472 struct isl_map *isl_map_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
2473 {
2474         struct isl_map *map;
2475
2476         if (!bmap)
2477                 return NULL;
2478
2479         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
2480         return isl_map_add_basic_map(map, bmap);
2481 }
2482
2483 __isl_give isl_set *isl_set_add_basic_set(__isl_take isl_set *set,
2484                                                 __isl_take isl_basic_set *bset)
2485 {
2486         return (struct isl_set *)isl_map_add_basic_map((struct isl_map *)set,
2487                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
2488 }
2489
2490 void *isl_set_free(__isl_take isl_set *set)
2491 {
2492         int i;
2493
2494         if (!set)
2495                 return NULL;
2496
2497         if (--set->ref > 0)
2498                 return NULL;
2499
2500         isl_ctx_deref(set->ctx);
2501         for (i = 0; i < set->n; ++i)
2502                 isl_basic_set_free(set->p[i]);
2503         isl_space_free(set->dim);
2504         free(set);
2505
2506         return NULL;
2507 }
2508
2509 void isl_set_print_internal(struct isl_set *set, FILE *out, int indent)
2510 {
2511         int i;
2512
2513         if (!set) {
2514                 fprintf(out, "null set\n");
2515                 return;
2516         }
2517
2518         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2519         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, dim: %d, flags: %x\n",
2520                         set->ref, set->n, set->dim->nparam, set->dim->n_out,
2521                         set->flags);
2522         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
2523                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2524                 fprintf(out, "basic set %d:\n", i);
2525                 isl_basic_set_print_internal(set->p[i], out, indent+4);
2526         }
2527 }
2528
2529 void isl_map_print_internal(struct isl_map *map, FILE *out, int indent)
2530 {
2531         int i;
2532
2533         if (!map) {
2534                 fprintf(out, "null map\n");
2535                 return;
2536         }
2537
2538         fprintf(out, "%*s", indent, "");
2539         fprintf(out, "ref: %d, n: %d, nparam: %d, in: %d, out: %d, "
2540                      "flags: %x, n_name: %d\n",
2541                         map->ref, map->n, map->dim->nparam, map->dim->n_in,
2542                         map->dim->n_out, map->flags, map->dim->n_id);
2543         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
2544                 fprintf(out, "%*s", indent, "");
2545                 fprintf(out, "basic map %d:\n", i);
2546                 isl_basic_map_print_internal(map->p[i], out, indent+4);
2547         }
2548 }
2549
2550 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_domain(
2551                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2552 {
2553         struct isl_basic_map *bmap_domain;
2554
2555         if (!bmap || !bset)
2556                 goto error;
2557
2558         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2559                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2560
2561         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2562                 isl_assert(bset->ctx,
2563                     isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset), goto error);
2564
2565         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2566         if (!bmap)
2567                 goto error;
2568         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2569                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2570         bmap_domain = isl_basic_map_from_domain(bset);
2571         bmap = add_constraints(bmap, bmap_domain, 0, 0);
2572
2573         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2574         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2575 error:
2576         isl_basic_map_free(bmap);
2577         isl_basic_set_free(bset);
2578         return NULL;
2579 }
2580
2581 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect_range(
2582                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *bset)
2583 {
2584         struct isl_basic_map *bmap_range;
2585
2586         if (!bmap || !bset)
2587                 goto error;
2588
2589         isl_assert(bset->ctx, isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param,
2590                                         bset->dim, isl_dim_param), goto error);
2591
2592         if (isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_set) != 0)
2593                 isl_assert(bset->ctx,
2594                     isl_basic_map_compatible_range(bmap, bset), goto error);
2595
2596         if (isl_basic_set_is_universe(bset)) {
2597                 isl_basic_set_free(bset);
2598                 return bmap;
2599         }
2600
2601         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2602         if (!bmap)
2603                 goto error;
2604         bmap = isl_basic_map_extend_space(bmap, isl_space_copy(bmap->dim),
2605                         bset->n_div, bset->n_eq, bset->n_ineq);
2606         bmap_range = isl_basic_map_from_basic_set(bset, isl_space_copy(bset->dim));
2607         bmap = add_constraints(bmap, bmap_range, 0, 0);
2608
2609         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
2610         return isl_basic_map_finalize(bmap);
2611 error:
2612         isl_basic_map_free(bmap);
2613         isl_basic_set_free(bset);
2614         return NULL;
2615 }
2616
2617 int isl_basic_map_contains(struct isl_basic_map *bmap, struct isl_vec *vec)
2618 {
2619         int i;
2620         unsigned total;
2621         isl_int s;
2622
2623         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
2624         if (total != vec->size)
2625                 return -1;
2626
2627         isl_int_init(s);
2628
2629         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
2630                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->eq[i], total, &s);
2631                 if (!isl_int_is_zero(s)) {
2632                         isl_int_clear(s);
2633                         return 0;
2634                 }
2635         }
2636
2637         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
2638                 isl_seq_inner_product(vec->el, bmap->ineq[i], total, &s);
2639                 if (isl_int_is_neg(s)) {
2640                         isl_int_clear(s);
2641                         return 0;
2642                 }
2643         }
2644
2645         isl_int_clear(s);
2646
2647         return 1;
2648 }
2649
2650 int isl_basic_set_contains(struct isl_basic_set *bset, struct isl_vec *vec)
2651 {
2652         return isl_basic_map_contains((struct isl_basic_map *)bset, vec);
2653 }
2654
2655 struct isl_basic_map *isl_basic_map_intersect(
2656                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
2657 {
2658         struct isl_vec *sample = NULL;
2659
2660         if (!bmap1 || !bmap2)
2661                 goto error;
2662
2663         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
2664                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
2665         if (isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_all) ==
2666                                 isl_space_dim(bmap1->dim, isl_dim_param) &&
2667             isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2668                                 isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2669                 return isl_basic_map_intersect(bmap2, bmap1);
2670
2671         if (isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_all) !=
2672                                         isl_space_dim(bmap2->dim, isl_dim_param))
2673                 isl_assert(bmap1->ctx,
2674                             isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
2675
2676         if (bmap1->sample &&
2677             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap1->sample) > 0 &&
2678             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap1->sample) > 0)
2679                 sample = isl_vec_copy(bmap1->sample);
2680         else if (bmap2->sample &&
2681             isl_basic_map_contains(bmap1, bmap2->sample) > 0 &&
2682             isl_basic_map_contains(bmap2, bmap2->sample) > 0)
2683                 sample = isl_vec_copy(bmap2->sample);
2684
2685         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
2686         if (!bmap1)
2687                 goto error;
2688         bmap1 = isl_basic_map_extend_space(bmap1, isl_space_copy(bmap1->dim),
2689                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
2690         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, 0);
2691
2692         if (!bmap1)
2693                 isl_vec_free(sample);
2694         else if (sample) {
2695                 isl_vec_free(bmap1->sample);
2696                 bmap1->sample = sample;
2697         }
2698
2699         bmap1 = isl_basic_map_simplify(bmap1);
2700         return isl_basic_map_finalize(bmap1);
2701 error:
2702         if (sample)
2703                 isl_vec_free(sample);
2704         isl_basic_map_free(bmap1);
2705         isl_basic_map_free(bmap2);
2706         return NULL;
2707 }
2708
2709 struct isl_basic_set *isl_basic_set_intersect(
2710                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
2711 {
2712         return (struct isl_basic_set *)
2713                 isl_basic_map_intersect(
2714                         (struct isl_basic_map *)bset1,
2715                         (struct isl_basic_map *)bset2);
2716 }
2717
2718 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_intersect_params(
2719         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
2720 {
2721         return isl_basic_set_intersect(bset1, bset2);
2722 }
2723
2724 /* Special case of isl_map_intersect, where both map1 and map2
2725  * are convex, without any divs and such that either map1 or map2
2726  * contains a single constraint.  This constraint is then simply
2727  * added to the other map.
2728  */
2729 static __isl_give isl_map *map_intersect_add_constraint(
2730         __isl_take isl_map *map1, __isl_take isl_map *map2)
2731 {
2732         isl_assert(map1->ctx, map1->n == 1, goto error);
2733         isl_assert(map2->ctx, map1->n == 1, goto error);
2734         isl_assert(map1->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2735         isl_assert(map2->ctx, map1->p[0]->n_div == 0, goto error);
2736
2737         if (map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq != 1)
2738                 return isl_map_intersect(map2, map1);
2739
2740         isl_assert(map2->ctx,
2741                     map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1, goto error);
2742
2743         map1 = isl_map_cow(map1);
2744         if (!map1)
2745                 goto error;
2746         if (isl_map_plain_is_empty(map1)) {
2747                 isl_map_free(map2);
2748                 return map1;
2749         }
2750         map1->p[0] = isl_basic_map_cow(map1->p[0]);
2751         if (map2->p[0]->n_eq == 1)
2752                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_eq(map1->p[0], map2->p[0]->eq[0]);
2753         else
2754                 map1->p[0] = isl_basic_map_add_ineq(map1->p[0],
2755                                                         map2->p[0]->ineq[0]);
2756
2757         map1->p[0] = isl_basic_map_simplify(map1->p[0]);
2758         map1->p[0] = isl_basic_map_finalize(map1->p[0]);
2759         if (!map1->p[0])
2760                 goto error;
2761
2762         if (isl_basic_map_plain_is_empty(map1->p[0])) {
2763                 isl_basic_map_free(map1->p[0]);
2764                 map1->n = 0;
2765         }
2766
2767         isl_map_free(map2);
2768
2769         return map1;
2770 error:
2771         isl_map_free(map1);
2772         isl_map_free(map2);
2773         return NULL;
2774 }
2775
2776 /* map2 may be either a parameter domain or a map living in the same
2777  * space as map1.
2778  */
2779 static __isl_give isl_map *map_intersect_internal(__isl_take isl_map *map1,
2780         __isl_take isl_map *map2)
2781 {
2782         unsigned flags = 0;
2783         struct isl_map *result;
2784         int i, j;
2785
2786         if (!map1 || !map2)
2787                 goto error;
2788
2789         if ((isl_map_plain_is_empty(map1) ||
2790              isl_map_plain_is_universe(map2)) &&
2791             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2792                 isl_map_free(map2);
2793                 return map1;
2794         }
2795         if ((isl_map_plain_is_empty(map2) ||
2796              isl_map_plain_is_universe(map1)) &&
2797             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim)) {
2798                 isl_map_free(map1);
2799                 return map2;
2800         }
2801
2802         if (map1->n == 1 && map2->n == 1 &&
2803             map1->p[0]->n_div == 0 && map2->p[0]->n_div == 0 &&
2804             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim) &&
2805             (map1->p[0]->n_eq + map1->p[0]->n_ineq == 1 ||
2806              map2->p[0]->n_eq + map2->p[0]->n_ineq == 1))
2807                 return map_intersect_add_constraint(map1, map2);
2808
2809         if (isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_all) !=
2810                                 isl_space_dim(map2->dim, isl_dim_param))
2811                 isl_assert(map1->ctx,
2812                             isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
2813
2814         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
2815             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
2816                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
2817
2818         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
2819                                 map1->n * map2->n, flags);
2820         if (!result)
2821                 goto error;
2822         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
2823                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
2824                         struct isl_basic_map *part;
2825                         part = isl_basic_map_intersect(
2826                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
2827                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
2828                         if (isl_basic_map_is_empty(part) < 0)
2829                                 goto error;
2830                         result = isl_map_add_basic_map(result, part);
2831                         if (!result)
2832                                 goto error;
2833                 }
2834         isl_map_free(map1);
2835         isl_map_free(map2);
2836         return result;
2837 error:
2838         isl_map_free(map1);
2839         isl_map_free(map2);
2840         return NULL;
2841 }
2842
2843 static __isl_give isl_map *map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2844         __isl_take isl_map *map2)
2845 {
2846         if (!map1 || !map2)
2847                 goto error;
2848         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
2849                 isl_die(isl_map_get_ctx(map1), isl_error_invalid,
2850                         "spaces don't match", goto error);
2851         return map_intersect_internal(map1, map2);
2852 error:
2853         isl_map_free(map1);
2854         isl_map_free(map2);
2855         return NULL;
2856 }
2857
2858 __isl_give isl_map *isl_map_intersect(__isl_take isl_map *map1,
2859         __isl_take isl_map *map2)
2860 {
2861         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect);
2862 }
2863
2864 struct isl_set *isl_set_intersect(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
2865 {
2866         return (struct isl_set *)
2867                 isl_map_intersect((struct isl_map *)set1,
2868                                   (struct isl_map *)set2);
2869 }
2870
2871 /* map_intersect_internal accepts intersections
2872  * with parameter domains, so we can just call that function.
2873  */
2874 static __isl_give isl_map *map_intersect_params(__isl_take isl_map *map,
2875                 __isl_take isl_set *params)
2876 {
2877         return map_intersect_internal(map, params);
2878 }
2879
2880 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_params(__isl_take isl_map *map1,
2881         __isl_take isl_map *map2)
2882 {
2883         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_intersect_params);
2884 }
2885
2886 __isl_give isl_set *isl_set_intersect_params(__isl_take isl_set *set,
2887                 __isl_take isl_set *params)
2888 {
2889         return isl_map_intersect_params(set, params);
2890 }
2891
2892 struct isl_basic_map *isl_basic_map_reverse(struct isl_basic_map *bmap)
2893 {
2894         isl_space *dim;
2895         struct isl_basic_set *bset;
2896         unsigned in;
2897
2898         if (!bmap)
2899                 return NULL;
2900         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
2901         if (!bmap)
2902                 return NULL;
2903         dim = isl_space_reverse(isl_space_copy(bmap->dim));
2904         in = isl_basic_map_n_in(bmap);
2905         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
2906         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, in);
2907         return isl_basic_map_from_basic_set(bset, dim);
2908 }
2909
2910 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_space_reset(
2911         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type)
2912 {
2913         isl_space *space;
2914
2915         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
2916                 return bmap;
2917
2918         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
2919         space = isl_space_reset(space, type);
2920         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, space);
2921         return bmap;
2922 }
2923
2924 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_insert_dims(
2925         __isl_take isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type type,
2926         unsigned pos, unsigned n)
2927 {
2928         isl_space *res_dim;
2929         struct isl_basic_map *res;
2930         struct isl_dim_map *dim_map;
2931         unsigned total, off;
2932         enum isl_dim_type t;
2933
2934         if (n == 0)
2935                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
2936
2937         if (!bmap)
2938                 return NULL;
2939
2940         res_dim = isl_space_insert_dims(isl_basic_map_get_space(bmap), type, pos, n);
2941
2942         total = isl_basic_map_total_dim(bmap) + n;
2943         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
2944         off = 0;
2945         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
2946                 if (t != type) {
2947                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
2948                 } else {
2949                         unsigned size = isl_basic_map_dim(bmap, t);
2950                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2951                                                 0, pos, off);
2952                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
2953                                                 pos, size - pos, off + pos + n);
2954                 }
2955                 off += isl_space_dim(res_dim, t);
2956         }
2957         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
2958
2959         res = isl_basic_map_alloc_space(res_dim,
2960                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
2961         if (isl_basic_map_is_rational(bmap))
2962                 res = isl_basic_map_set_rational(res);
2963         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
2964                 isl_basic_map_free(bmap);
2965                 return isl_basic_map_set_to_empty(res);
2966         }
2967         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
2968         return isl_basic_map_finalize(res);
2969 }
2970
2971 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_insert_dims(
2972         __isl_take isl_basic_set *bset,
2973         enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
2974 {
2975         return isl_basic_map_insert_dims(bset, type, pos, n);
2976 }
2977
2978 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_add(__isl_take isl_basic_map *bmap,
2979                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2980 {
2981         if (!bmap)
2982                 return NULL;
2983         return isl_basic_map_insert_dims(bmap, type,
2984                                         isl_basic_map_dim(bmap, type), n);
2985 }
2986
2987 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_add(__isl_take isl_basic_set *bset,
2988                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
2989 {
2990         if (!bset)
2991                 return NULL;
2992         isl_assert(bset->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
2993         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_add((isl_basic_map *)bset, type, n);
2994 error:
2995         isl_basic_set_free(bset);
2996         return NULL;
2997 }
2998
2999 static __isl_give isl_map *map_space_reset(__isl_take isl_map *map,
3000         enum isl_dim_type type)
3001 {
3002         isl_space *space;
3003
3004         if (!map || !isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
3005                 return map;
3006
3007         space = isl_map_get_space(map);
3008         space = isl_space_reset(space, type);
3009         map = isl_map_reset_space(map, space);
3010         return map;
3011 }
3012
3013 __isl_give isl_map *isl_map_insert_dims(__isl_take isl_map *map,
3014                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3015 {
3016         int i;
3017
3018         if (n == 0)
3019                 return map_space_reset(map, type);
3020
3021         map = isl_map_cow(map);
3022         if (!map)
3023                 return NULL;
3024
3025         map->dim = isl_space_insert_dims(map->dim, type, pos, n);
3026         if (!map->dim)
3027                 goto error;
3028
3029         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3030                 map->p[i] = isl_basic_map_insert_dims(map->p[i], type, pos, n);
3031                 if (!map->p[i])
3032                         goto error;
3033         }
3034
3035         return map;
3036 error:
3037         isl_map_free(map);
3038         return NULL;
3039 }
3040
3041 __isl_give isl_set *isl_set_insert_dims(__isl_take isl_set *set,
3042                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, unsigned n)
3043 {
3044         return isl_map_insert_dims(set, type, pos, n);
3045 }
3046
3047 __isl_give isl_map *isl_map_add_dims(__isl_take isl_map *map,
3048                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3049 {
3050         if (!map)
3051                 return NULL;
3052         return isl_map_insert_dims(map, type, isl_map_dim(map, type), n);
3053 }
3054
3055 __isl_give isl_set *isl_set_add_dims(__isl_take isl_set *set,
3056                 enum isl_dim_type type, unsigned n)
3057 {
3058         if (!set)
3059                 return NULL;
3060         isl_assert(set->ctx, type != isl_dim_in, goto error);
3061         return (isl_set *)isl_map_add_dims((isl_map *)set, type, n);
3062 error:
3063         isl_set_free(set);
3064         return NULL;
3065 }
3066
3067 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_move_dims(
3068         __isl_take isl_basic_map *bmap,
3069         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3070         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3071 {
3072         struct isl_dim_map *dim_map;
3073         struct isl_basic_map *res;
3074         enum isl_dim_type t;
3075         unsigned total, off;
3076
3077         if (!bmap)
3078                 return NULL;
3079         if (n == 0)
3080                 return bmap;
3081
3082         isl_assert(bmap->ctx, src_pos + n <= isl_basic_map_dim(bmap, src_type),
3083                 goto error);
3084
3085         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3086                 return bmap;
3087
3088         isl_assert(bmap->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3089
3090         if (pos(bmap->dim, dst_type) + dst_pos ==
3091             pos(bmap->dim, src_type) + src_pos +
3092                                             ((src_type < dst_type) ? n : 0)) {
3093                 bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3094                 if (!bmap)
3095                         return NULL;
3096
3097                 bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3098                                                 src_type, src_pos, n);
3099                 if (!bmap->dim)
3100                         goto error;
3101
3102                 bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3103
3104                 return bmap;
3105         }
3106
3107         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3108         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3109
3110         off = 0;
3111         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3112                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3113                 if (t == dst_type) {
3114                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3115                                             0, dst_pos, off);
3116                         off += dst_pos;
3117                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, src_type,
3118                                             src_pos, n, off);
3119                         off += n;
3120                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3121                                             dst_pos, size - dst_pos, off);
3122                         off += size - dst_pos;
3123                 } else if (t == src_type) {
3124                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3125                                             0, src_pos, off);
3126                         off += src_pos;
3127                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3128                                         src_pos + n, size - src_pos - n, off);
3129                         off += size - src_pos - n;
3130                 } else {
3131                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3132                         off += size;
3133                 }
3134         }
3135         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off);
3136
3137         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3138                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3139         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3140
3141         bmap->dim = isl_space_move_dims(bmap->dim, dst_type, dst_pos,
3142                                         src_type, src_pos, n);
3143         if (!bmap->dim)
3144                 goto error;
3145
3146         ISL_F_CLR(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
3147         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3148         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
3149
3150         return bmap;
3151 error:
3152         isl_basic_map_free(bmap);
3153         return NULL;
3154 }
3155
3156 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_move_dims(__isl_take isl_basic_set *bset,
3157         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3158         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3159 {
3160         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_move_dims(
3161                 (isl_basic_map *)bset, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3162 }
3163
3164 __isl_give isl_set *isl_set_move_dims(__isl_take isl_set *set,
3165         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3166         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3167 {
3168         if (!set)
3169                 return NULL;
3170         isl_assert(set->ctx, dst_type != isl_dim_in, goto error);
3171         return (isl_set *)isl_map_move_dims((isl_map *)set, dst_type, dst_pos,
3172                                         src_type, src_pos, n);
3173 error:
3174         isl_set_free(set);
3175         return NULL;
3176 }
3177
3178 __isl_give isl_map *isl_map_move_dims(__isl_take isl_map *map,
3179         enum isl_dim_type dst_type, unsigned dst_pos,
3180         enum isl_dim_type src_type, unsigned src_pos, unsigned n)
3181 {
3182         int i;
3183
3184         if (!map)
3185                 return NULL;
3186         if (n == 0)
3187                 return map;
3188
3189         isl_assert(map->ctx, src_pos + n <= isl_map_dim(map, src_type),
3190                 goto error);
3191
3192         if (dst_type == src_type && dst_pos == src_pos)
3193                 return map;
3194
3195         isl_assert(map->ctx, dst_type != src_type, goto error);
3196
3197         map = isl_map_cow(map);
3198         if (!map)
3199                 return NULL;
3200
3201         map->dim = isl_space_move_dims(map->dim, dst_type, dst_pos, src_type, src_pos, n);
3202         if (!map->dim)
3203                 goto error;
3204
3205         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3206                 map->p[i] = isl_basic_map_move_dims(map->p[i],
3207                                                 dst_type, dst_pos,
3208                                                 src_type, src_pos, n);
3209                 if (!map->p[i])
3210                         goto error;
3211         }
3212
3213         return map;
3214 error:
3215         isl_map_free(map);
3216         return NULL;
3217 }
3218
3219 /* Move the specified dimensions to the last columns right before
3220  * the divs.  Don't change the dimension specification of bmap.
3221  * That's the responsibility of the caller.
3222  */
3223 static __isl_give isl_basic_map *move_last(__isl_take isl_basic_map *bmap,
3224         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3225 {
3226         struct isl_dim_map *dim_map;
3227         struct isl_basic_map *res;
3228         enum isl_dim_type t;
3229         unsigned total, off;
3230
3231         if (!bmap)
3232                 return NULL;
3233         if (pos(bmap->dim, type) + first + n ==
3234                                 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all))
3235                 return bmap;
3236
3237         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
3238         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3239
3240         off = 0;
3241         for (t = isl_dim_param; t <= isl_dim_out; ++t) {
3242                 unsigned size = isl_space_dim(bmap->dim, t);
3243                 if (t == type) {
3244                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3245                                             0, first, off);
3246                         off += first;
3247                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3248                                             first, n, total - bmap->n_div - n);
3249                         isl_dim_map_dim_range(dim_map, bmap->dim, t,
3250                                             first + n, size - (first + n), off);
3251                         off += size - (first + n);
3252                 } else {
3253                         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, t, off);
3254                         off += size;
3255                 }
3256         }
3257         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, off + n);
3258
3259         res = isl_basic_map_alloc_space(isl_basic_map_get_space(bmap),
3260                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
3261         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
3262         return res;
3263 }
3264
3265 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3266  * into existentially quantified variables.
3267  */
3268 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_project_out(
3269                 __isl_take isl_basic_map *bmap,
3270                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3271 {
3272         int i;
3273         size_t row_size;
3274         isl_int **new_div;
3275         isl_int *old;
3276
3277         if (n == 0)
3278                 return basic_map_space_reset(bmap, type);
3279
3280         if (!bmap)
3281                 return NULL;
3282
3283         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
3284                 return isl_basic_map_remove_dims(bmap, type, first, n);
3285
3286         isl_assert(bmap->ctx, first + n <= isl_basic_map_dim(bmap, type),
3287                         goto error);
3288
3289         bmap = move_last(bmap, type, first, n);
3290         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3291         if (!bmap)
3292                 return NULL;
3293
3294         row_size = 1 + isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all) + bmap->extra;
3295         old = bmap->block2.data;
3296         bmap->block2 = isl_blk_extend(bmap->ctx, bmap->block2,
3297                                         (bmap->extra + n) * (1 + row_size));
3298         if (!bmap->block2.data)
3299                 goto error;
3300         new_div = isl_alloc_array(bmap->ctx, isl_int *, bmap->extra + n);
3301         if (!new_div)
3302                 goto error;
3303         for (i = 0; i < n; ++i) {
3304                 new_div[i] = bmap->block2.data +
3305                                 (bmap->extra + i) * (1 + row_size);
3306                 isl_seq_clr(new_div[i], 1 + row_size);
3307         }
3308         for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
3309                 new_div[n + i] = bmap->block2.data + (bmap->div[i] - old);
3310         free(bmap->div);
3311         bmap->div = new_div;
3312         bmap->n_div += n;
3313         bmap->extra += n;
3314
3315         bmap->dim = isl_space_drop_dims(bmap->dim, type, first, n);
3316         if (!bmap->dim)
3317                 goto error;
3318         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3319         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3320         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3321 error:
3322         isl_basic_map_free(bmap);
3323         return NULL;
3324 }
3325
3326 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3327  * into existentially quantified variables.
3328  */
3329 struct isl_basic_set *isl_basic_set_project_out(struct isl_basic_set *bset,
3330                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3331 {
3332         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_project_out(
3333                         (isl_basic_map *)bset, type, first, n);
3334 }
3335
3336 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3337  * into existentially quantified variables.
3338  */
3339 __isl_give isl_map *isl_map_project_out(__isl_take isl_map *map,
3340                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3341 {
3342         int i;
3343
3344         if (!map)
3345                 return NULL;
3346
3347         if (n == 0)
3348                 return map_space_reset(map, type);
3349
3350         isl_assert(map->ctx, first + n <= isl_map_dim(map, type), goto error);
3351
3352         map = isl_map_cow(map);
3353         if (!map)
3354                 return NULL;
3355
3356         map->dim = isl_space_drop_dims(map->dim, type, first, n);
3357         if (!map->dim)
3358                 goto error;
3359
3360         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3361                 map->p[i] = isl_basic_map_project_out(map->p[i], type, first, n);
3362                 if (!map->p[i])
3363                         goto error;
3364         }
3365
3366         return map;
3367 error:
3368         isl_map_free(map);
3369         return NULL;
3370 }
3371
3372 /* Turn the n dimensions of type type, starting at first
3373  * into existentially quantified variables.
3374  */
3375 __isl_give isl_set *isl_set_project_out(__isl_take isl_set *set,
3376                 enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
3377 {
3378         return (isl_set *)isl_map_project_out((isl_map *)set, type, first, n);
3379 }
3380
3381 static struct isl_basic_map *add_divs(struct isl_basic_map *bmap, unsigned n)
3382 {
3383         int i, j;
3384
3385         for (i = 0; i < n; ++i) {
3386                 j = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
3387                 if (j < 0)
3388                         goto error;
3389                 isl_seq_clr(bmap->div[j], 1+1+isl_basic_map_total_dim(bmap));
3390         }
3391         return bmap;
3392 error:
3393         isl_basic_map_free(bmap);
3394         return NULL;
3395 }
3396
3397 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_range(
3398                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3399 {
3400         isl_space *dim_result = NULL;
3401         struct isl_basic_map *bmap;
3402         unsigned n_in, n_out, n, nparam, total, pos;
3403         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3404
3405         if (!bmap1 || !bmap2)
3406                 goto error;
3407
3408         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(bmap1->dim),
3409                                   isl_space_copy(bmap2->dim));
3410
3411         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3412         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap2);
3413         n = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3414         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3415
3416         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + n;
3417         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3418         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3419         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3420         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3421         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3422         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_in);
3423         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_out);
3424         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3425         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3426         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3427
3428         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
3429                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + n,
3430                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
3431                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3432         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3433         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3434         bmap = add_divs(bmap, n);
3435         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3436         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
3437         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3438 error:
3439         isl_basic_map_free(bmap1);
3440         isl_basic_map_free(bmap2);
3441         return NULL;
3442 }
3443
3444 struct isl_basic_set *isl_basic_set_apply(
3445                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *bmap)
3446 {
3447         if (!bset || !bmap)
3448                 goto error;
3449
3450         isl_assert(bset->ctx, isl_basic_map_compatible_domain(bmap, bset),
3451                     goto error);
3452
3453         return (struct isl_basic_set *)
3454                 isl_basic_map_apply_range((struct isl_basic_map *)bset, bmap);
3455 error:
3456         isl_basic_set_free(bset);
3457         isl_basic_map_free(bmap);
3458         return NULL;
3459 }
3460
3461 struct isl_basic_map *isl_basic_map_apply_domain(
3462                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3463 {
3464         if (!bmap1 || !bmap2)
3465                 goto error;
3466
3467         isl_assert(bmap1->ctx,
3468             isl_basic_map_n_in(bmap1) == isl_basic_map_n_in(bmap2), goto error);
3469         isl_assert(bmap1->ctx,
3470             isl_basic_map_n_param(bmap1) == isl_basic_map_n_param(bmap2),
3471             goto error);
3472
3473         bmap1 = isl_basic_map_reverse(bmap1);
3474         bmap1 = isl_basic_map_apply_range(bmap1, bmap2);
3475         return isl_basic_map_reverse(bmap1);
3476 error:
3477         isl_basic_map_free(bmap1);
3478         isl_basic_map_free(bmap2);
3479         return NULL;
3480 }
3481
3482 /* Given two basic maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a basic map
3483  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3484  */
3485 struct isl_basic_map *isl_basic_map_sum(
3486                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
3487 {
3488         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3489         struct isl_basic_map *bmap = NULL;
3490         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
3491         int i;
3492
3493         if (!bmap1 || !bmap2)
3494                 goto error;
3495
3496         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim),
3497                 goto error);
3498
3499         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
3500         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap1);
3501         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap1);
3502
3503         total = nparam + n_in + n_out + bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out;
3504         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
3505         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap2->ctx, total);
3506         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3507         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos);
3508         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3509         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
3510         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += n_in + n_out);
3511         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
3512         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += bmap2->n_div);
3513         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += n_out);
3514
3515         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim),
3516                         bmap1->n_div + bmap2->n_div + 2 * n_out,
3517                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq + n_out,
3518                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
3519         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3520                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3521                 if (j < 0)
3522                         goto error;
3523                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1+total);
3524                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+n_in+i], -1);
3525                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos+i], 1);
3526                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+pos-n_out+i], 1);
3527         }
3528         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
3529         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
3530         bmap = add_divs(bmap, 2 * n_out);
3531
3532         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
3533         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3534 error:
3535         isl_basic_map_free(bmap);
3536         isl_basic_map_free(bmap1);
3537         isl_basic_map_free(bmap2);
3538         return NULL;
3539 }
3540
3541 /* Given two maps A -> f(A) and B -> g(B), construct a map
3542  * A \cap B -> f(A) + f(B)
3543  */
3544 struct isl_map *isl_map_sum(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
3545 {
3546         struct isl_map *result;
3547         int i, j;
3548
3549         if (!map1 || !map2)
3550                 goto error;
3551
3552         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
3553
3554         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
3555                                 map1->n * map2->n, 0);
3556         if (!result)
3557                 goto error;
3558         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
3559                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
3560                         struct isl_basic_map *part;
3561                         part = isl_basic_map_sum(
3562                                     isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
3563                                     isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
3564                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
3565                                 isl_basic_map_free(part);
3566                         else
3567                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
3568                         if (!result)
3569                                 goto error;
3570                 }
3571         isl_map_free(map1);
3572         isl_map_free(map2);
3573         return result;
3574 error:
3575         isl_map_free(map1);
3576         isl_map_free(map2);
3577         return NULL;
3578 }
3579
3580 __isl_give isl_set *isl_set_sum(__isl_take isl_set *set1,
3581         __isl_take isl_set *set2)
3582 {
3583         return (isl_set *)isl_map_sum((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
3584 }
3585
3586 /* Given a basic map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3587  */
3588 struct isl_basic_map *isl_basic_map_neg(struct isl_basic_map *bmap)
3589 {
3590         int i, j;
3591         unsigned off, n;
3592
3593         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
3594         if (!bmap)
3595                 return NULL;
3596
3597         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
3598         off = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
3599         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
3600                 for (j = 0; j < n; ++j)
3601                         isl_int_neg(bmap->eq[i][off+j], bmap->eq[i][off+j]);
3602         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
3603                 for (j = 0; j < n; ++j)
3604                         isl_int_neg(bmap->ineq[i][off+j], bmap->ineq[i][off+j]);
3605         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i)
3606                 for (j = 0; j < n; ++j)
3607                         isl_int_neg(bmap->div[i][1+off+j], bmap->div[i][1+off+j]);
3608         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
3609         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3610 }
3611
3612 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_neg(__isl_take isl_basic_set *bset)
3613 {
3614         return isl_basic_map_neg(bset);
3615 }
3616
3617 /* Given a map A -> f(A), construct A -> -f(A).
3618  */
3619 struct isl_map *isl_map_neg(struct isl_map *map)
3620 {
3621         int i;
3622
3623         map = isl_map_cow(map);
3624         if (!map)
3625                 return NULL;
3626
3627         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3628                 map->p[i] = isl_basic_map_neg(map->p[i]);
3629                 if (!map->p[i])
3630                         goto error;
3631         }
3632
3633         return map;
3634 error:
3635         isl_map_free(map);
3636         return NULL;
3637 }
3638
3639 __isl_give isl_set *isl_set_neg(__isl_take isl_set *set)
3640 {
3641         return (isl_set *)isl_map_neg((isl_map *)set);
3642 }
3643
3644 /* Given a basic map A -> f(A) and an integer d, construct a basic map
3645  * A -> floor(f(A)/d).
3646  */
3647 struct isl_basic_map *isl_basic_map_floordiv(struct isl_basic_map *bmap,
3648                 isl_int d)
3649 {
3650         unsigned n_in, n_out, nparam, total, pos;
3651         struct isl_basic_map *result = NULL;
3652         struct isl_dim_map *dim_map;
3653         int i;
3654
3655         if (!bmap)
3656                 return NULL;
3657
3658         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3659         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3660         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
3661
3662         total = nparam + n_in + n_out + bmap->n_div + n_out;
3663         dim_map = isl_dim_map_alloc(bmap->ctx, total);
3664         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_param, pos = 0);
3665         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
3666         isl_dim_map_div(dim_map, bmap, pos += n_in + n_out);
3667         isl_dim_map_dim(dim_map, bmap->dim, isl_dim_out, pos += bmap->n_div);
3668
3669         result = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap->dim),
3670                         bmap->n_div + n_out,
3671                         bmap->n_eq, bmap->n_ineq + 2 * n_out);
3672         result = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(result, bmap, dim_map);
3673         result = add_divs(result, n_out);
3674         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
3675                 int j;
3676                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3677                 if (j < 0)
3678                         goto error;
3679                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3680                 isl_int_neg(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3681                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], 1);
3682                 j = isl_basic_map_alloc_inequality(result);
3683                 if (j < 0)
3684                         goto error;
3685                 isl_seq_clr(result->ineq[j], 1+total);
3686                 isl_int_set(result->ineq[j][1+nparam+n_in+i], d);
3687                 isl_int_set_si(result->ineq[j][1+pos+i], -1);
3688                 isl_int_sub_ui(result->ineq[j][0], d, 1);
3689         }
3690
3691         result = isl_basic_map_simplify(result);
3692         return isl_basic_map_finalize(result);
3693 error:
3694         isl_basic_map_free(result);
3695         return NULL;
3696 }
3697
3698 /* Given a map A -> f(A) and an integer d, construct a map
3699  * A -> floor(f(A)/d).
3700  */
3701 struct isl_map *isl_map_floordiv(struct isl_map *map, isl_int d)
3702 {
3703         int i;
3704
3705         map = isl_map_cow(map);
3706         if (!map)
3707                 return NULL;
3708
3709         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
3710         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
3711         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
3712                 map->p[i] = isl_basic_map_floordiv(map->p[i], d);
3713                 if (!map->p[i])
3714                         goto error;
3715         }
3716
3717         return map;
3718 error:
3719         isl_map_free(map);
3720         return NULL;
3721 }
3722
3723 static struct isl_basic_map *var_equal(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3724 {
3725         int i;
3726         unsigned nparam;
3727         unsigned n_in;
3728
3729         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
3730         if (i < 0)
3731                 goto error;
3732         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3733         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3734         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3735         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+pos], -1);
3736         isl_int_set_si(bmap->eq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3737         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3738 error:
3739         isl_basic_map_free(bmap);
3740         return NULL;
3741 }
3742
3743 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos < o_pos
3744  */
3745 static struct isl_basic_map *var_less(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3746 {
3747         int i;
3748         unsigned nparam;
3749         unsigned n_in;
3750
3751         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3752         if (i < 0)
3753                 goto error;
3754         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3755         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3756         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3757         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3758         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3759         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3760         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3761 error:
3762         isl_basic_map_free(bmap);
3763         return NULL;
3764 }
3765
3766 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos <= o_pos
3767  */
3768 static __isl_give isl_basic_map *var_less_or_equal(
3769         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3770 {
3771         int i;
3772         unsigned nparam;
3773         unsigned n_in;
3774
3775         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3776         if (i < 0)
3777                 goto error;
3778         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3779         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3780         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3781         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], -1);
3782         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], 1);
3783         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3784 error:
3785         isl_basic_map_free(bmap);
3786         return NULL;
3787 }
3788
3789 /* Add a constraints to "bmap" expressing i_pos > o_pos
3790  */
3791 static struct isl_basic_map *var_more(struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3792 {
3793         int i;
3794         unsigned nparam;
3795         unsigned n_in;
3796
3797         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3798         if (i < 0)
3799                 goto error;
3800         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3801         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3802         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3803         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
3804         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3805         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3806         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3807 error:
3808         isl_basic_map_free(bmap);
3809         return NULL;
3810 }
3811
3812 /* Add a constraint to "bmap" expressing i_pos >= o_pos
3813  */
3814 static __isl_give isl_basic_map *var_more_or_equal(
3815         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos)
3816 {
3817         int i;
3818         unsigned nparam;
3819         unsigned n_in;
3820
3821         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
3822         if (i < 0)
3823                 goto error;
3824         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
3825         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
3826         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
3827         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+pos], 1);
3828         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][1+nparam+n_in+pos], -1);
3829         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3830 error:
3831         isl_basic_map_free(bmap);
3832         return NULL;
3833 }
3834
3835 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equal(
3836         __isl_take isl_space *dim, unsigned n_equal)
3837 {
3838         int i;
3839         struct isl_basic_map *bmap;
3840         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_equal, 0);
3841         if (!bmap)
3842                 return NULL;
3843         for (i = 0; i < n_equal && bmap; ++i)
3844                 bmap = var_equal(bmap, i);
3845         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3846 }
3847
3848 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] << o_[0..pos]
3849  */
3850 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_at(__isl_take isl_space *dim,
3851         unsigned pos)
3852 {
3853         int i;
3854         struct isl_basic_map *bmap;
3855         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3856         if (!bmap)
3857                 return NULL;
3858         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3859                 bmap = var_equal(bmap, i);
3860         if (bmap)
3861                 bmap = var_less(bmap, pos);
3862         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3863 }
3864
3865 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] <<= o_[0..pos]
3866  */
3867 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_less_or_equal_at(
3868         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3869 {
3870         int i;
3871         isl_basic_map *bmap;
3872
3873         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3874         for (i = 0; i < pos; ++i)
3875                 bmap = var_equal(bmap, i);
3876         bmap = var_less_or_equal(bmap, pos);
3877         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3878 }
3879
3880 /* Return a relation on pairs of sets of dimension "dim" expressing i_pos > o_pos
3881  */
3882 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_at(__isl_take isl_space *dim,
3883         unsigned pos)
3884 {
3885         int i;
3886         struct isl_basic_map *bmap;
3887         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3888         if (!bmap)
3889                 return NULL;
3890         for (i = 0; i < pos && bmap; ++i)
3891                 bmap = var_equal(bmap, i);
3892         if (bmap)
3893                 bmap = var_more(bmap, pos);
3894         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3895 }
3896
3897 /* Return a relation on of dimension "dim" expressing i_[0..pos] >>= o_[0..pos]
3898  */
3899 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_more_or_equal_at(
3900         __isl_take isl_space *dim, unsigned pos)
3901 {
3902         int i;
3903         isl_basic_map *bmap;
3904
3905         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, pos, 1);
3906         for (i = 0; i < pos; ++i)
3907                 bmap = var_equal(bmap, i);
3908         bmap = var_more_or_equal(bmap, pos);
3909         return isl_basic_map_finalize(bmap);
3910 }
3911
3912 static __isl_give isl_map *map_lex_lte_first(__isl_take isl_space *dims,
3913         unsigned n, int equal)
3914 {
3915         struct isl_map *map;
3916         int i;
3917
3918         if (n == 0 && equal)
3919                 return isl_map_universe(dims);
3920
3921         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3922
3923         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3924                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3925                                   isl_basic_map_less_at(isl_space_copy(dims), i));
3926         if (n > 0) {
3927                 if (equal)
3928                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3929                               isl_basic_map_less_or_equal_at(dims, n - 1));
3930                 else
3931                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3932                               isl_basic_map_less_at(dims, n - 1));
3933         } else
3934                 isl_space_free(dims);
3935
3936         return map;
3937 }
3938
3939 static __isl_give isl_map *map_lex_lte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3940 {
3941         if (!dims)
3942                 return NULL;
3943         return map_lex_lte_first(dims, dims->n_out, equal);
3944 }
3945
3946 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3947 {
3948         return map_lex_lte_first(dim, n, 0);
3949 }
3950
3951 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
3952 {
3953         return map_lex_lte_first(dim, n, 1);
3954 }
3955
3956 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt(__isl_take isl_space *set_dim)
3957 {
3958         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
3959 }
3960
3961 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le(__isl_take isl_space *set_dim)
3962 {
3963         return map_lex_lte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
3964 }
3965
3966 static __isl_give isl_map *map_lex_gte_first(__isl_take isl_space *dims,
3967         unsigned n, int equal)
3968 {
3969         struct isl_map *map;
3970         int i;
3971
3972         if (n == 0 && equal)
3973                 return isl_map_universe(dims);
3974
3975         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dims), n, ISL_MAP_DISJOINT);
3976
3977         for (i = 0; i + 1 < n; ++i)
3978                 map = isl_map_add_basic_map(map,
3979                                   isl_basic_map_more_at(isl_space_copy(dims), i));
3980         if (n > 0) {
3981                 if (equal)
3982                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3983                               isl_basic_map_more_or_equal_at(dims, n - 1));
3984                 else
3985                         map = isl_map_add_basic_map(map,
3986                               isl_basic_map_more_at(dims, n - 1));
3987         } else
3988                 isl_space_free(dims);
3989
3990         return map;
3991 }
3992
3993 static __isl_give isl_map *map_lex_gte(__isl_take isl_space *dims, int equal)
3994 {
3995         if (!dims)
3996                 return NULL;
3997         return map_lex_gte_first(dims, dims->n_out, equal);
3998 }
3999
4000 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4001 {
4002         return map_lex_gte_first(dim, n, 0);
4003 }
4004
4005 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_first(__isl_take isl_space *dim, unsigned n)
4006 {
4007         return map_lex_gte_first(dim, n, 1);
4008 }
4009
4010 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt(__isl_take isl_space *set_dim)
4011 {
4012         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 0);
4013 }
4014
4015 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge(__isl_take isl_space *set_dim)
4016 {
4017         return map_lex_gte(isl_space_map_from_set(set_dim), 1);
4018 }
4019
4020 __isl_give isl_map *isl_set_lex_le_set(__isl_take isl_set *set1,
4021         __isl_take isl_set *set2)
4022 {
4023         isl_map *map;
4024         map = isl_map_lex_le(isl_set_get_space(set1));
4025         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4026         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4027         return map;
4028 }
4029
4030 __isl_give isl_map *isl_set_lex_lt_set(__isl_take isl_set *set1,
4031         __isl_take isl_set *set2)
4032 {
4033         isl_map *map;
4034         map = isl_map_lex_lt(isl_set_get_space(set1));
4035         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4036         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4037         return map;
4038 }
4039
4040 __isl_give isl_map *isl_set_lex_ge_set(__isl_take isl_set *set1,
4041         __isl_take isl_set *set2)
4042 {
4043         isl_map *map;
4044         map = isl_map_lex_ge(isl_set_get_space(set1));
4045         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4046         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4047         return map;
4048 }
4049
4050 __isl_give isl_map *isl_set_lex_gt_set(__isl_take isl_set *set1,
4051         __isl_take isl_set *set2)
4052 {
4053         isl_map *map;
4054         map = isl_map_lex_gt(isl_set_get_space(set1));
4055         map = isl_map_intersect_domain(map, set1);
4056         map = isl_map_intersect_range(map, set2);
4057         return map;
4058 }
4059
4060 __isl_give isl_map *isl_map_lex_le_map(__isl_take isl_map *map1,
4061         __isl_take isl_map *map2)
4062 {
4063         isl_map *map;
4064         map = isl_map_lex_le(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4065         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4066         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4067         return map;
4068 }
4069
4070 __isl_give isl_map *isl_map_lex_lt_map(__isl_take isl_map *map1,
4071         __isl_take isl_map *map2)
4072 {
4073         isl_map *map;
4074         map = isl_map_lex_lt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4075         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4076         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4077         return map;
4078 }
4079
4080 __isl_give isl_map *isl_map_lex_ge_map(__isl_take isl_map *map1,
4081         __isl_take isl_map *map2)
4082 {
4083         isl_map *map;
4084         map = isl_map_lex_ge(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4085         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4086         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4087         return map;
4088 }
4089
4090 __isl_give isl_map *isl_map_lex_gt_map(__isl_take isl_map *map1,
4091         __isl_take isl_map *map2)
4092 {
4093         isl_map *map;
4094         map = isl_map_lex_gt(isl_space_range(isl_map_get_space(map1)));
4095         map = isl_map_apply_domain(map, isl_map_reverse(map1));
4096         map = isl_map_apply_range(map, isl_map_reverse(map2));
4097         return map;
4098 }
4099
4100 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_basic_set(
4101         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4102 {
4103         struct isl_basic_map *bmap;
4104
4105         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4106         if (!bset || !dim)
4107                 goto error;
4108
4109         isl_assert(bset->ctx, isl_space_compatible(bset->dim, dim), goto error);
4110         isl_space_free(bset->dim);
4111         bmap = (struct isl_basic_map *) bset;
4112         bmap->dim = dim;
4113         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4114 error:
4115         isl_basic_set_free(bset);
4116         isl_space_free(dim);
4117         return NULL;
4118 }
4119
4120 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_basic_map(struct isl_basic_map *bmap)
4121 {
4122         if (!bmap)
4123                 goto error;
4124         if (bmap->dim->n_in == 0)
4125                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4126         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4127         if (!bmap)
4128                 goto error;
4129         bmap->dim = isl_space_as_set_space(bmap->dim);
4130         if (!bmap->dim)
4131                 goto error;
4132         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4133         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4134 error:
4135         isl_basic_map_free(bmap);
4136         return NULL;
4137 }
4138
4139 /* For a div d = floor(f/m), add the constraints
4140  *
4141  *              f - m d >= 0
4142  *              -(f-(n-1)) + m d >= 0
4143  *
4144  * Note that the second constraint is the negation of
4145  *
4146  *              f - m d >= n
4147  */
4148 int isl_basic_map_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
4149         unsigned pos, isl_int *div)
4150 {
4151         int i, j;
4152         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4153
4154         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4155         if (i < 0)
4156                 return -1;
4157         isl_seq_cpy(bmap->ineq[i], div + 1, 1 + total);
4158         isl_int_neg(bmap->ineq[i][1 + pos], div[0]);
4159
4160         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4161         if (j < 0)
4162                 return -1;
4163         isl_seq_neg(bmap->ineq[j], bmap->ineq[i], 1 + total);
4164         isl_int_add(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][1 + pos]);
4165         isl_int_sub_ui(bmap->ineq[j][0], bmap->ineq[j][0], 1);
4166         return j;
4167 }
4168
4169 int isl_basic_set_add_div_constraints_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
4170         unsigned pos, isl_int *div)
4171 {
4172         return isl_basic_map_add_div_constraints_var((isl_basic_map *)bset,
4173                                                         pos, div);
4174 }
4175
4176 int isl_basic_map_add_div_constraints(struct isl_basic_map *bmap, unsigned div)
4177 {
4178         unsigned total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4179         unsigned div_pos = total - bmap->n_div + div;
4180
4181         return isl_basic_map_add_div_constraints_var(bmap, div_pos,
4182                                                         bmap->div[div]);
4183 }
4184
4185 struct isl_basic_set *isl_basic_map_underlying_set(
4186                 struct isl_basic_map *bmap)
4187 {
4188         if (!bmap)
4189                 goto error;
4190         if (bmap->dim->nparam == 0 && bmap->dim->n_in == 0 &&
4191             bmap->n_div == 0 &&
4192             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_in) &&
4193             !isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, isl_dim_out))
4194                 return (struct isl_basic_set *)bmap;
4195         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4196         if (!bmap)
4197                 goto error;
4198         bmap->dim = isl_space_underlying(bmap->dim, bmap->n_div);
4199         if (!bmap->dim)
4200                 goto error;
4201         bmap->extra -= bmap->n_div;
4202         bmap->n_div = 0;
4203         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4204         return (struct isl_basic_set *)bmap;
4205 error:
4206         return NULL;
4207 }
4208
4209 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_underlying_set(
4210                 __isl_take isl_basic_set *bset)
4211 {
4212         return isl_basic_map_underlying_set((isl_basic_map *)bset);
4213 }
4214
4215 struct isl_basic_map *isl_basic_map_overlying_set(
4216         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_map *like)
4217 {
4218         struct isl_basic_map *bmap;
4219         struct isl_ctx *ctx;
4220         unsigned total;
4221         int i;
4222
4223         if (!bset || !like)
4224                 goto error;
4225         ctx = bset->ctx;
4226         isl_assert(ctx, bset->n_div == 0, goto error);
4227         isl_assert(ctx, isl_basic_set_n_param(bset) == 0, goto error);
4228         isl_assert(ctx, bset->dim->n_out == isl_basic_map_total_dim(like),
4229                         goto error);
4230         if (isl_space_is_equal(bset->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4231                 isl_basic_map_free(like);
4232                 return (struct isl_basic_map *)bset;
4233         }
4234         bset = isl_basic_set_cow(bset);
4235         if (!bset)
4236                 goto error;
4237         total = bset->dim->n_out + bset->extra;
4238         bmap = (struct isl_basic_map *)bset;
4239         isl_space_free(bmap->dim);
4240         bmap->dim = isl_space_copy(like->dim);
4241         if (!bmap->dim)
4242                 goto error;
4243         bmap->n_div = like->n_div;
4244         bmap->extra += like->n_div;
4245         if (bmap->extra) {
4246                 unsigned ltotal;
4247                 isl_int **div;
4248                 ltotal = total - bmap->extra + like->extra;
4249                 if (ltotal > total)
4250                         ltotal = total;
4251                 bmap->block2 = isl_blk_extend(ctx, bmap->block2,
4252                                         bmap->extra * (1 + 1 + total));
4253                 if (isl_blk_is_error(bmap->block2))
4254                         goto error;
4255                 div = isl_realloc_array(ctx, bmap->div, isl_int *, bmap->extra);
4256                 if (!div)
4257                         goto error;
4258                 bmap->div = div;
4259                 for (i = 0; i < bmap->extra; ++i)
4260                         bmap->div[i] = bmap->block2.data + i * (1 + 1 + total);
4261                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4262                         isl_seq_cpy(bmap->div[i], like->div[i], 1 + 1 + ltotal);
4263                         isl_seq_clr(bmap->div[i]+1+1+ltotal, total - ltotal);
4264                 }
4265                 bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 
4266                                                         0, 2 * like->n_div);
4267                 for (i = 0; i < like->n_div; ++i) {
4268                         if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
4269                                 continue;
4270                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bmap, i) < 0)
4271                                 goto error;
4272                 }
4273         }
4274         isl_basic_map_free(like);
4275         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
4276         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4277         return bmap;
4278 error:
4279         isl_basic_map_free(like);
4280         isl_basic_set_free(bset);
4281         return NULL;
4282 }
4283
4284 struct isl_basic_set *isl_basic_set_from_underlying_set(
4285         struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *like)
4286 {
4287         return (struct isl_basic_set *)
4288                 isl_basic_map_overlying_set(bset, (struct isl_basic_map *)like);
4289 }
4290
4291 struct isl_set *isl_set_from_underlying_set(
4292         struct isl_set *set, struct isl_basic_set *like)
4293 {
4294         int i;
4295
4296         if (!set || !like)
4297                 goto error;
4298         isl_assert(set->ctx, set->dim->n_out == isl_basic_set_total_dim(like),
4299                     goto error);
4300         if (isl_space_is_equal(set->dim, like->dim) && like->n_div == 0) {
4301                 isl_basic_set_free(like);
4302                 return set;
4303         }
4304         set = isl_set_cow(set);
4305         if (!set)
4306                 goto error;
4307         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4308                 set->p[i] = isl_basic_set_from_underlying_set(set->p[i],
4309                                                       isl_basic_set_copy(like));
4310                 if (!set->p[i])
4311                         goto error;
4312         }
4313         isl_space_free(set->dim);
4314         set->dim = isl_space_copy(like->dim);
4315         if (!set->dim)
4316                 goto error;
4317         isl_basic_set_free(like);
4318         return set;
4319 error:
4320         isl_basic_set_free(like);
4321         isl_set_free(set);
4322         return NULL;
4323 }
4324
4325 struct isl_set *isl_map_underlying_set(struct isl_map *map)
4326 {
4327         int i;
4328
4329         map = isl_map_cow(map);
4330         if (!map)
4331                 return NULL;
4332         map->dim = isl_space_cow(map->dim);
4333         if (!map->dim)
4334                 goto error;
4335
4336         for (i = 1; i < map->n; ++i)
4337                 isl_assert(map->ctx, map->p[0]->n_div == map->p[i]->n_div,
4338                                 goto error);
4339         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4340                 map->p[i] = (struct isl_basic_map *)
4341                                 isl_basic_map_underlying_set(map->p[i]);
4342                 if (!map->p[i])
4343                         goto error;
4344         }
4345         if (map->n == 0)
4346                 map->dim = isl_space_underlying(map->dim, 0);
4347         else {
4348                 isl_space_free(map->dim);
4349                 map->dim = isl_space_copy(map->p[0]->dim);
4350         }
4351         if (!map->dim)
4352                 goto error;
4353         return (struct isl_set *)map;
4354 error:
4355         isl_map_free(map);
4356         return NULL;
4357 }
4358
4359 struct isl_set *isl_set_to_underlying_set(struct isl_set *set)
4360 {
4361         return (struct isl_set *)isl_map_underlying_set((struct isl_map *)set);
4362 }
4363
4364 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset_space(
4365         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *dim)
4366 {
4367         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
4368         if (!bmap || !dim)
4369                 goto error;
4370
4371         isl_space_free(bmap->dim);
4372         bmap->dim = dim;
4373
4374         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4375
4376         return bmap;
4377 error:
4378         isl_basic_map_free(bmap);
4379         isl_space_free(dim);
4380         return NULL;
4381 }
4382
4383 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_reset_space(
4384         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *dim)
4385 {
4386         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_reset_space((isl_basic_map *)bset,
4387                                                         dim);
4388 }
4389
4390 __isl_give isl_map *isl_map_reset_space(__isl_take isl_map *map,
4391         __isl_take isl_space *dim)
4392 {
4393         int i;
4394
4395         map = isl_map_cow(map);
4396         if (!map || !dim)
4397                 goto error;
4398
4399         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4400                 map->p[i] = isl_basic_map_reset_space(map->p[i],
4401                                                     isl_space_copy(dim));
4402                 if (!map->p[i])
4403                         goto error;
4404         }
4405         isl_space_free(map->dim);
4406         map->dim = dim;
4407
4408         return map;
4409 error:
4410         isl_map_free(map);
4411         isl_space_free(dim);
4412         return NULL;
4413 }
4414
4415 __isl_give isl_set *isl_set_reset_space(__isl_take isl_set *set,
4416         __isl_take isl_space *dim)
4417 {
4418         return (struct isl_set *) isl_map_reset_space((struct isl_map *)set, dim);
4419 }
4420
4421 /* Compute the parameter domain of the given basic set.
4422  */
4423 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_params(__isl_take isl_basic_set *bset)
4424 {
4425         isl_space *space;
4426         unsigned n;
4427
4428         if (isl_basic_set_is_params(bset))
4429                 return bset;
4430
4431         n = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
4432         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, 0, n);
4433         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4434         space = isl_space_params(space);
4435         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4436         return bset;
4437 }
4438
4439 /* Compute the parameter domain of the given set.
4440  */
4441 __isl_give isl_set *isl_set_params(__isl_take isl_set *set)
4442 {
4443         isl_space *space;
4444         unsigned n;
4445
4446         if (isl_set_is_params(set))
4447                 return set;
4448
4449         n = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
4450         set = isl_set_project_out(set, isl_dim_set, 0, n);
4451         space = isl_set_get_space(set);
4452         space = isl_space_params(space);
4453         set = isl_set_reset_space(set, space);
4454         return set;
4455 }
4456
4457 /* Construct a zero-dimensional set with the given parameter domain.
4458  */
4459 __isl_give isl_set *isl_set_from_params(__isl_take isl_set *set)
4460 {
4461         isl_space *space;
4462         space = isl_set_get_space(set);
4463         space = isl_space_set_from_params(space);
4464         set = isl_set_reset_space(set, space);
4465         return set;
4466 }
4467
4468 /* Compute the parameter domain of the given map.
4469  */
4470 __isl_give isl_set *isl_map_params(__isl_take isl_map *map)
4471 {
4472         isl_space *space;
4473         unsigned n;
4474
4475         n = isl_map_dim(map, isl_dim_in);
4476         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_in, 0, n);
4477         n = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
4478         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, n);
4479         space = isl_map_get_space(map);
4480         space = isl_space_params(space);
4481         map = isl_map_reset_space(map, space);
4482         return map;
4483 }
4484
4485 struct isl_basic_set *isl_basic_map_domain(struct isl_basic_map *bmap)
4486 {
4487         isl_space *dim;
4488         struct isl_basic_set *domain;
4489         unsigned n_in;
4490         unsigned n_out;
4491
4492         if (!bmap)
4493                 return NULL;
4494         dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
4495
4496         n_in = isl_basic_map_n_in(bmap);
4497         n_out = isl_basic_map_n_out(bmap);
4498         domain = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
4499         domain = isl_basic_set_project_out(domain, isl_dim_set, n_in, n_out);
4500
4501         domain = isl_basic_set_reset_space(domain, dim);
4502
4503         return domain;
4504 }
4505
4506 int isl_basic_map_may_be_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4507 {
4508         if (!bmap)
4509                 return -1;
4510         return isl_space_may_be_set(bmap->dim);
4511 }
4512
4513 /* Is this basic map actually a set?
4514  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4515  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4516  */
4517 int isl_basic_map_is_set(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
4518 {
4519         if (!bmap)
4520                 return -1;
4521         return isl_space_is_set(bmap->dim);
4522 }
4523
4524 struct isl_basic_set *isl_basic_map_range(struct isl_basic_map *bmap)
4525 {
4526         if (!bmap)
4527                 return NULL;
4528         if (isl_basic_map_is_set(bmap))
4529                 return bmap;
4530         return isl_basic_map_domain(isl_basic_map_reverse(bmap));
4531 }
4532
4533 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_map(
4534         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4535 {
4536         int i, k;
4537         isl_space *dim;
4538         isl_basic_map *domain;
4539         int nparam, n_in, n_out;
4540         unsigned total;
4541
4542         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4543         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4544         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4545
4546         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4547         domain = isl_basic_map_universe(dim);
4548
4549         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4550         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
4551         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_in, 0);
4552
4553         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4554
4555         for (i = 0; i < n_in; ++i) {
4556                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4557                 if (k < 0)
4558                         goto error;
4559                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4560                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], -1);
4561                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4562         }
4563
4564         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4565         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4566 error:
4567         isl_basic_map_free(bmap);
4568         return NULL;
4569 }
4570
4571 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_map(
4572         __isl_take isl_basic_map *bmap)
4573 {
4574         int i, k;
4575         isl_space *dim;
4576         isl_basic_map *range;
4577         int nparam, n_in, n_out;
4578         unsigned total;
4579
4580         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
4581         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
4582         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
4583
4584         dim = isl_space_from_range(isl_space_range(isl_basic_map_get_space(bmap)));
4585         range = isl_basic_map_universe(dim);
4586
4587         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
4588         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, range);
4589         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n_out, 0);
4590
4591         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
4592
4593         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
4594                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
4595                 if (k < 0)
4596                         goto error;
4597                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
4598                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + i], -1);
4599                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n_in + n_out + i], 1);
4600         }
4601
4602         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
4603         return isl_basic_map_finalize(bmap);
4604 error:
4605         isl_basic_map_free(bmap);
4606         return NULL;
4607 }
4608
4609 int isl_map_may_be_set(__isl_keep isl_map *map)
4610 {
4611         if (!map)
4612                 return -1;
4613         return isl_space_may_be_set(map->dim);
4614 }
4615
4616 /* Is this map actually a set?
4617  * Users should never call this function.  Outside of isl,
4618  * the type should indicate whether something is a set or a map.
4619  */
4620 int isl_map_is_set(__isl_keep isl_map *map)
4621 {
4622         if (!map)
4623                 return -1;
4624         return isl_space_is_set(map->dim);
4625 }
4626
4627 struct isl_set *isl_map_range(struct isl_map *map)
4628 {
4629         int i;
4630         struct isl_set *set;
4631
4632         if (!map)
4633                 goto error;
4634         if (isl_map_is_set(map))
4635                 return (isl_set *)map;
4636
4637         map = isl_map_cow(map);
4638         if (!map)
4639                 goto error;
4640
4641         set = (struct isl_set *) map;
4642         set->dim = isl_space_range(set->dim);
4643         if (!set->dim)
4644                 goto error;
4645         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4646                 set->p[i] = isl_basic_map_range(map->p[i]);
4647                 if (!set->p[i])
4648                         goto error;
4649         }
4650         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
4651         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
4652         return set;
4653 error:
4654         isl_map_free(map);
4655         return NULL;
4656 }
4657
4658 __isl_give isl_map *isl_map_domain_map(__isl_take isl_map *map)
4659 {
4660         int i;
4661         isl_space *domain_dim;
4662
4663         map = isl_map_cow(map);
4664         if (!map)
4665                 return NULL;
4666
4667         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
4668         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4669         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
4670         if (!map->dim)
4671                 goto error;
4672         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4673                 map->p[i] = isl_basic_map_domain_map(map->p[i]);
4674                 if (!map->p[i])
4675                         goto error;
4676         }
4677         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4678         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4679         return map;
4680 error:
4681         isl_map_free(map);
4682         return NULL;
4683 }
4684
4685 __isl_give isl_map *isl_map_range_map(__isl_take isl_map *map)
4686 {
4687         int i;
4688         isl_space *range_dim;
4689
4690         map = isl_map_cow(map);
4691         if (!map)
4692                 return NULL;
4693
4694         range_dim = isl_space_range(isl_map_get_space(map));
4695         range_dim = isl_space_from_range(range_dim);
4696         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
4697         map->dim = isl_space_join(map->dim, range_dim);
4698         if (!map->dim)
4699                 goto error;
4700         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4701                 map->p[i] = isl_basic_map_range_map(map->p[i]);
4702                 if (!map->p[i])
4703                         goto error;
4704         }
4705         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_DISJOINT);
4706         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
4707         return map;
4708 error:
4709         isl_map_free(map);
4710         return NULL;
4711 }
4712
4713 __isl_give isl_map *isl_map_from_set(__isl_take isl_set *set,
4714         __isl_take isl_space *dim)
4715 {
4716         int i;
4717         struct isl_map *map = NULL;
4718
4719         set = isl_set_cow(set);
4720         if (!set || !dim)
4721                 goto error;
4722         isl_assert(set->ctx, isl_space_compatible(set->dim, dim), goto error);
4723         map = (struct isl_map *)set;
4724         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
4725                 map->p[i] = isl_basic_map_from_basic_set(
4726                                 set->p[i], isl_space_copy(dim));
4727                 if (!map->p[i])
4728                         goto error;
4729         }
4730         isl_space_free(map->dim);
4731         map->dim = dim;
4732         return map;
4733 error:
4734         isl_space_free(dim);
4735         isl_set_free(set);
4736         return NULL;
4737 }
4738
4739 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain(
4740         __isl_take isl_basic_set *bset)
4741 {
4742         return isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_from_range(bset));
4743 }
4744
4745 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_range(
4746         __isl_take isl_basic_set *bset)
4747 {
4748         isl_space *space;
4749         space = isl_basic_set_get_space(bset);
4750         space = isl_space_from_range(space);
4751         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, space);
4752         return (isl_basic_map *)bset;
4753 }
4754
4755 struct isl_map *isl_map_from_range(struct isl_set *set)
4756 {
4757         isl_space *space;
4758         space = isl_set_get_space(set);
4759         space = isl_space_from_range(space);
4760         set = isl_set_reset_space(set, space);
4761         return (struct isl_map *)set;
4762 }
4763
4764 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain(__isl_take isl_set *set)
4765 {
4766         return isl_map_reverse(isl_map_from_range(set));
4767 }
4768
4769 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_domain_and_range(
4770         __isl_take isl_basic_set *domain, __isl_take isl_basic_set *range)
4771 {
4772         return isl_basic_map_apply_range(isl_basic_map_reverse(domain), range);
4773 }
4774
4775 __isl_give isl_map *isl_map_from_domain_and_range(__isl_take isl_set *domain,
4776         __isl_take isl_set *range)
4777 {
4778         return isl_map_apply_range(isl_map_reverse(domain), range);
4779 }
4780
4781 struct isl_set *isl_set_from_map(struct isl_map *map)
4782 {
4783         int i;
4784         struct isl_set *set = NULL;
4785
4786         if (!map)
4787                 return NULL;
4788         map = isl_map_cow(map);
4789         if (!map)
4790                 return NULL;
4791         map->dim = isl_space_as_set_space(map->dim);
4792         if (!map->dim)
4793                 goto error;
4794         set = (struct isl_set *)map;
4795         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
4796                 set->p[i] = isl_basic_set_from_basic_map(map->p[i]);
4797                 if (!set->p[i])
4798                         goto error;
4799         }
4800         return set;
4801 error:
4802         isl_map_free(map);
4803         return NULL;
4804 }
4805
4806 __isl_give isl_map *isl_map_alloc_space(__isl_take isl_space *dim, int n,
4807         unsigned flags)
4808 {
4809         struct isl_map *map;
4810
4811         if (!dim)
4812                 return NULL;
4813         if (n < 0)
4814                 isl_die(dim->ctx, isl_error_internal,
4815                         "negative number of basic maps", goto error);
4816         map = isl_alloc(dim->ctx, struct isl_map,
4817                         sizeof(struct isl_map) +
4818                         (n - 1) * sizeof(struct isl_basic_map *));
4819         if (!map)
4820                 goto error;
4821
4822         map->ctx = dim->ctx;
4823         isl_ctx_ref(map->ctx);
4824         map->ref = 1;
4825         map->size = n;
4826         map->n = 0;
4827         map->dim = dim;
4828         map->flags = flags;
4829         return map;
4830 error:
4831         isl_space_free(dim);
4832         return NULL;
4833 }
4834
4835 struct isl_map *isl_map_alloc(struct isl_ctx *ctx,
4836                 unsigned nparam, unsigned in, unsigned out, int n,
4837                 unsigned flags)
4838 {
4839         struct isl_map *map;
4840         isl_space *dims;
4841
4842         dims = isl_space_alloc(ctx, nparam, in, out);
4843         if (!dims)
4844                 return NULL;
4845
4846         map = isl_map_alloc_space(dims, n, flags);
4847         return map;
4848 }
4849
4850 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4851 {
4852         struct isl_basic_map *bmap;
4853         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4854         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4855         return bmap;
4856 }
4857
4858 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4859 {
4860         struct isl_basic_set *bset;
4861         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 1, 0);
4862         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4863         return bset;
4864 }
4865
4866 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like(struct isl_basic_map *model)
4867 {
4868         struct isl_basic_map *bmap;
4869         if (!model)
4870                 return NULL;
4871         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4872         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4873         return bmap;
4874 }
4875
4876 struct isl_basic_map *isl_basic_map_empty_like_map(struct isl_map *model)
4877 {
4878         struct isl_basic_map *bmap;
4879         if (!model)
4880                 return NULL;
4881         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4882         bmap = isl_basic_map_set_to_empty(bmap);
4883         return bmap;
4884 }
4885
4886 struct isl_basic_set *isl_basic_set_empty_like(struct isl_basic_set *model)
4887 {
4888         struct isl_basic_set *bset;
4889         if (!model)
4890                 return NULL;
4891         bset = isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 1, 0);
4892         bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
4893         return bset;
4894 }
4895
4896 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
4897 {
4898         struct isl_basic_map *bmap;
4899         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4900         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
4901         return bmap;
4902 }
4903
4904 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
4905 {
4906         struct isl_basic_set *bset;
4907         bset = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 0);
4908         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
4909         return bset;
4910 }
4911
4912 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4913 {
4914         int i;
4915         unsigned total = isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
4916         isl_basic_map *bmap;
4917
4918         bmap= isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, 0, total);
4919         for (i = 0; i < total; ++i) {
4920                 int k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
4921                 if (k < 0)
4922                         goto error;
4923                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k], 1 + total);
4924                 isl_int_set_si(bmap->ineq[k][1 + i], 1);
4925         }
4926         return bmap;
4927 error:
4928         isl_basic_map_free(bmap);
4929         return NULL;
4930 }
4931
4932 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4933 {
4934         return isl_basic_map_nat_universe(dim);
4935 }
4936
4937 __isl_give isl_map *isl_map_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4938 {
4939         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_nat_universe(dim));
4940 }
4941
4942 __isl_give isl_set *isl_set_nat_universe(__isl_take isl_space *dim)
4943 {
4944         return isl_map_nat_universe(dim);
4945 }
4946
4947 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_universe_like(
4948                 __isl_keep isl_basic_map *model)
4949 {
4950         if (!model)
4951                 return NULL;
4952         return isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4953 }
4954
4955 struct isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like(struct isl_basic_set *model)
4956 {
4957         if (!model)
4958                 return NULL;
4959         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4960 }
4961
4962 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_universe_like_set(
4963         __isl_keep isl_set *model)
4964 {
4965         if (!model)
4966                 return NULL;
4967         return isl_basic_set_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, 0, 0);
4968 }
4969
4970 __isl_give isl_map *isl_map_empty(__isl_take isl_space *dim)
4971 {
4972         return isl_map_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4973 }
4974
4975 struct isl_map *isl_map_empty_like(struct isl_map *model)
4976 {
4977         if (!model)
4978                 return NULL;
4979         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4980 }
4981
4982 struct isl_map *isl_map_empty_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
4983 {
4984         if (!model)
4985                 return NULL;
4986         return isl_map_alloc_space(isl_space_copy(model->dim), 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4987 }
4988
4989 __isl_give isl_set *isl_set_empty(__isl_take isl_space *dim)
4990 {
4991         return isl_set_alloc_space(dim, 0, ISL_MAP_DISJOINT);
4992 }
4993
4994 struct isl_set *isl_set_empty_like(struct isl_set *model)
4995 {
4996         if (!model)
4997                 return NULL;
4998         return isl_set_empty(isl_space_copy(model->dim));
4999 }
5000
5001 __isl_give isl_map *isl_map_universe(__isl_take isl_space *dim)
5002 {
5003         struct isl_map *map;
5004         if (!dim)
5005                 return NULL;
5006         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5007         map = isl_map_add_basic_map(map, isl_basic_map_universe(dim));
5008         return map;
5009 }
5010
5011 __isl_give isl_set *isl_set_universe(__isl_take isl_space *dim)
5012 {
5013         struct isl_set *set;
5014         if (!dim)
5015                 return NULL;
5016         set = isl_set_alloc_space(isl_space_copy(dim), 1, ISL_MAP_DISJOINT);
5017         set = isl_set_add_basic_set(set, isl_basic_set_universe(dim));
5018         return set;
5019 }
5020
5021 __isl_give isl_set *isl_set_universe_like(__isl_keep isl_set *model)
5022 {
5023         if (!model)
5024                 return NULL;
5025         return isl_set_universe(isl_space_copy(model->dim));
5026 }
5027
5028 struct isl_map *isl_map_dup(struct isl_map *map)
5029 {
5030         int i;
5031         struct isl_map *dup;
5032
5033         if (!map)
5034                 return NULL;
5035         dup = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim), map->n, map->flags);
5036         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5037                 dup = isl_map_add_basic_map(dup, isl_basic_map_copy(map->p[i]));
5038         return dup;
5039 }
5040
5041 __isl_give isl_map *isl_map_add_basic_map(__isl_take isl_map *map,
5042                                                 __isl_take isl_basic_map *bmap)
5043 {
5044         if (!bmap || !map)
5045                 goto error;
5046         if (isl_basic_map_plain_is_empty(bmap)) {
5047                 isl_basic_map_free(bmap);
5048                 return map;
5049         }
5050         isl_assert(map->ctx, isl_space_is_equal(map->dim, bmap->dim), goto error);
5051         isl_assert(map->ctx, map->n < map->size, goto error);
5052         map->p[map->n] = bmap;
5053         map->n++;
5054         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5055         return map;
5056 error:
5057         if (map)
5058                 isl_map_free(map);
5059         if (bmap)
5060                 isl_basic_map_free(bmap);
5061         return NULL;
5062 }
5063
5064 void *isl_map_free(struct isl_map *map)
5065 {
5066         int i;
5067
5068         if (!map)
5069                 return NULL;
5070
5071         if (--map->ref > 0)
5072                 return NULL;
5073
5074         isl_ctx_deref(map->ctx);
5075         for (i = 0; i < map->n; ++i)
5076                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
5077         isl_space_free(map->dim);
5078         free(map);
5079
5080         return NULL;
5081 }
5082
5083 struct isl_map *isl_map_extend(struct isl_map *base,
5084                 unsigned nparam, unsigned n_in, unsigned n_out)
5085 {
5086         int i;
5087
5088         base = isl_map_cow(base);
5089         if (!base)
5090                 return NULL;
5091
5092         base->dim = isl_space_extend(base->dim, nparam, n_in, n_out);
5093         if (!base->dim)
5094                 goto error;
5095         for (i = 0; i < base->n; ++i) {
5096                 base->p[i] = isl_basic_map_extend_space(base->p[i],
5097                                 isl_space_copy(base->dim), 0, 0, 0);
5098                 if (!base->p[i])
5099                         goto error;
5100         }
5101         return base;
5102 error:
5103         isl_map_free(base);
5104         return NULL;
5105 }
5106
5107 struct isl_set *isl_set_extend(struct isl_set *base,
5108                 unsigned nparam, unsigned dim)
5109 {
5110         return (struct isl_set *)isl_map_extend((struct isl_map *)base,
5111                                                         nparam, 0, dim);
5112 }
5113
5114 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos_si(
5115         struct isl_basic_map *bmap, unsigned pos, int value)
5116 {
5117         int j;
5118
5119         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5120         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5121         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5122         if (j < 0)
5123                 goto error;
5124         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5125         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5126         isl_int_set_si(bmap->eq[j][0], value);
5127         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5128         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5129 error:
5130         isl_basic_map_free(bmap);
5131         return NULL;
5132 }
5133
5134 static __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix_pos(
5135         __isl_take isl_basic_map *bmap, unsigned pos, isl_int value)
5136 {
5137         int j;
5138
5139         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5140         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
5141         j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
5142         if (j < 0)
5143                 goto error;
5144         isl_seq_clr(bmap->eq[j] + 1, isl_basic_map_total_dim(bmap));
5145         isl_int_set_si(bmap->eq[j][pos], -1);
5146         isl_int_set(bmap->eq[j][0], value);
5147         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5148         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5149 error:
5150         isl_basic_map_free(bmap);
5151         return NULL;
5152 }
5153
5154 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_si(struct isl_basic_map *bmap,
5155                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5156 {
5157         if (!bmap)
5158                 return NULL;
5159         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5160         return isl_basic_map_fix_pos_si(bmap,
5161                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5162 error:
5163         isl_basic_map_free(bmap);
5164         return NULL;
5165 }
5166
5167 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_fix(__isl_take isl_basic_map *bmap,
5168                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5169 {
5170         if (!bmap)
5171                 return NULL;
5172         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5173         return isl_basic_map_fix_pos(bmap,
5174                 isl_basic_map_offset(bmap, type) + pos, value);
5175 error:
5176         isl_basic_map_free(bmap);
5177         return NULL;
5178 }
5179
5180 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_si(struct isl_basic_set *bset,
5181                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5182 {
5183         return (struct isl_basic_set *)
5184                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5185                                         type, pos, value);
5186 }
5187
5188 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_fix(__isl_take isl_basic_set *bset,
5189                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5190 {
5191         return (struct isl_basic_set *)
5192                 isl_basic_map_fix((struct isl_basic_map *)bset,
5193                                         type, pos, value);
5194 }
5195
5196 struct isl_basic_map *isl_basic_map_fix_input_si(struct isl_basic_map *bmap,
5197                 unsigned input, int value)
5198 {
5199         return isl_basic_map_fix_si(bmap, isl_dim_in, input, value);
5200 }
5201
5202 struct isl_basic_set *isl_basic_set_fix_dim_si(struct isl_basic_set *bset,
5203                 unsigned dim, int value)
5204 {
5205         return (struct isl_basic_set *)
5206                 isl_basic_map_fix_si((struct isl_basic_map *)bset,
5207                                         isl_dim_set, dim, value);
5208 }
5209
5210 static int remove_if_empty(__isl_keep isl_map *map, int i)
5211 {
5212         int empty = isl_basic_map_plain_is_empty(map->p[i]);
5213
5214         if (empty < 0)
5215                 return -1;
5216         if (!empty)
5217                 return 0;
5218
5219         isl_basic_map_free(map->p[i]);
5220         if (i != map->n - 1) {
5221                 ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5222                 map->p[i] = map->p[map->n - 1];
5223         }
5224         map->n--;
5225
5226         return 0;
5227 }
5228
5229 struct isl_map *isl_map_fix_si(struct isl_map *map,
5230                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5231 {
5232         int i;
5233
5234         map = isl_map_cow(map);
5235         if (!map)
5236                 return NULL;
5237
5238         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5239         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5240                 map->p[i] = isl_basic_map_fix_si(map->p[i], type, pos, value);
5241                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5242                         goto error;
5243         }
5244         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5245         return map;
5246 error:
5247         isl_map_free(map);
5248         return NULL;
5249 }
5250
5251 __isl_give isl_set *isl_set_fix_si(__isl_take isl_set *set,
5252                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5253 {
5254         return (struct isl_set *)
5255                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5256 }
5257
5258 __isl_give isl_map *isl_map_fix(__isl_take isl_map *map,
5259                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5260 {
5261         int i;
5262
5263         map = isl_map_cow(map);
5264         if (!map)
5265                 return NULL;
5266
5267         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5268         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5269                 map->p[i] = isl_basic_map_fix(map->p[i], type, pos, value);
5270                 if (!map->p[i])
5271                         goto error;
5272         }
5273         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5274         return map;
5275 error:
5276         isl_map_free(map);
5277         return NULL;
5278 }
5279
5280 __isl_give isl_set *isl_set_fix(__isl_take isl_set *set,
5281                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5282 {
5283         return (struct isl_set *)isl_map_fix((isl_map *)set, type, pos, value);
5284 }
5285
5286 struct isl_map *isl_map_fix_input_si(struct isl_map *map,
5287                 unsigned input, int value)
5288 {
5289         return isl_map_fix_si(map, isl_dim_in, input, value);
5290 }
5291
5292 struct isl_set *isl_set_fix_dim_si(struct isl_set *set, unsigned dim, int value)
5293 {
5294         return (struct isl_set *)
5295                 isl_map_fix_si((struct isl_map *)set, isl_dim_set, dim, value);
5296 }
5297
5298 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound_si(
5299         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5300         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5301 {
5302         int j;
5303
5304         if (!bmap)
5305                 return NULL;
5306         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), goto error);
5307         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5308         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5309         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5310         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5311         if (j < 0)
5312                 goto error;
5313         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5314         if (upper) {
5315                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5316                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], value);
5317         } else {
5318                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5319                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][0], -value);
5320         }
5321         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5322         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5323 error:
5324         isl_basic_map_free(bmap);
5325         return NULL;
5326 }
5327
5328 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_lower_bound_si(
5329         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5330         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5331 {
5332         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 0);
5333 }
5334
5335 /* Constrain the values of the given dimension to be no greater than "value".
5336  */
5337 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_upper_bound_si(
5338         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5339         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5340 {
5341         return basic_map_bound_si(bmap, type, pos, value, 1);
5342 }
5343
5344 struct isl_basic_set *isl_basic_set_lower_bound_dim(struct isl_basic_set *bset,
5345         unsigned dim, isl_int value)
5346 {
5347         int j;
5348
5349         bset = isl_basic_set_cow(bset);
5350         bset = isl_basic_set_extend_constraints(bset, 0, 1);
5351         j = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
5352         if (j < 0)
5353                 goto error;
5354         isl_seq_clr(bset->ineq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
5355         isl_int_set_si(bset->ineq[j][1 + isl_basic_set_n_param(bset) + dim], 1);
5356         isl_int_neg(bset->ineq[j][0], value);
5357         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
5358         return isl_basic_set_finalize(bset);
5359 error:
5360         isl_basic_set_free(bset);
5361         return NULL;
5362 }
5363
5364 static __isl_give isl_map *map_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5365         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value, int upper)
5366 {
5367         int i;
5368
5369         map = isl_map_cow(map);
5370         if (!map)
5371                 return NULL;
5372
5373         isl_assert(map->ctx, pos < isl_map_dim(map, type), goto error);
5374         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5375                 map->p[i] = basic_map_bound_si(map->p[i],
5376                                                  type, pos, value, upper);
5377                 if (!map->p[i])
5378                         goto error;
5379         }
5380         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5381         return map;
5382 error:
5383         isl_map_free(map);
5384         return NULL;
5385 }
5386
5387 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5388         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5389 {
5390         return map_bound_si(map, type, pos, value, 0);
5391 }
5392
5393 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound_si(__isl_take isl_map *map,
5394         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5395 {
5396         return map_bound_si(map, type, pos, value, 1);
5397 }
5398
5399 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5400                 enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5401 {
5402         return (struct isl_set *)
5403                 isl_map_lower_bound_si((struct isl_map *)set, type, pos, value);
5404 }
5405
5406 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound_si(__isl_take isl_set *set,
5407         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int value)
5408 {
5409         return isl_map_upper_bound_si(set, type, pos, value);
5410 }
5411
5412 /* Bound the given variable of "bmap" from below (or above is "upper"
5413  * is set) to "value".
5414  */
5415 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_bound(
5416         __isl_take isl_basic_map *bmap,
5417         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5418 {
5419         int j;
5420
5421         if (!bmap)
5422                 return NULL;
5423         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
5424                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
5425                         "index out of bounds", goto error);
5426         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
5427         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
5428         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 0, 1);
5429         j = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
5430         if (j < 0)
5431                 goto error;
5432         isl_seq_clr(bmap->ineq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
5433         if (upper) {
5434                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], -1);
5435                 isl_int_set(bmap->ineq[j][0], value);
5436         } else {
5437                 isl_int_set_si(bmap->ineq[j][pos], 1);
5438                 isl_int_neg(bmap->ineq[j][0], value);
5439         }
5440         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
5441         return isl_basic_map_finalize(bmap);
5442 error:
5443         isl_basic_map_free(bmap);
5444         return NULL;
5445 }
5446
5447 /* Bound the given variable of "map" from below (or above is "upper"
5448  * is set) to "value".
5449  */
5450 static __isl_give isl_map *map_bound(__isl_take isl_map *map,
5451         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value, int upper)
5452 {
5453         int i;
5454
5455         map = isl_map_cow(map);
5456         if (!map)
5457                 return NULL;
5458
5459         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
5460                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
5461                         "index out of bounds", goto error);
5462         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i) {
5463                 map->p[i] = basic_map_bound(map->p[i], type, pos, value, upper);
5464                 if (remove_if_empty(map, i) < 0)
5465                         goto error;
5466         }
5467         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5468         return map;
5469 error:
5470         isl_map_free(map);
5471         return NULL;
5472 }
5473
5474 __isl_give isl_map *isl_map_lower_bound(__isl_take isl_map *map,
5475         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5476 {
5477         return map_bound(map, type, pos, value, 0);
5478 }
5479
5480 __isl_give isl_map *isl_map_upper_bound(__isl_take isl_map *map,
5481         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5482 {
5483         return map_bound(map, type, pos, value, 1);
5484 }
5485
5486 __isl_give isl_set *isl_set_lower_bound(__isl_take isl_set *set,
5487         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5488 {
5489         return isl_map_lower_bound(set, type, pos, value);
5490 }
5491
5492 __isl_give isl_set *isl_set_upper_bound(__isl_take isl_set *set,
5493         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int value)
5494 {
5495         return isl_map_upper_bound(set, type, pos, value);
5496 }
5497
5498 struct isl_set *isl_set_lower_bound_dim(struct isl_set *set, unsigned dim,
5499                                         isl_int value)
5500 {
5501         int i;
5502
5503         set = isl_set_cow(set);
5504         if (!set)
5505                 return NULL;
5506
5507         isl_assert(set->ctx, dim < isl_set_n_dim(set), goto error);
5508         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
5509                 set->p[i] = isl_basic_set_lower_bound_dim(set->p[i], dim, value);
5510                 if (!set->p[i])
5511                         goto error;
5512         }
5513         return set;
5514 error:
5515         isl_set_free(set);
5516         return NULL;
5517 }
5518
5519 struct isl_map *isl_map_reverse(struct isl_map *map)
5520 {
5521         int i;
5522
5523         map = isl_map_cow(map);
5524         if (!map)
5525                 return NULL;
5526
5527         map->dim = isl_space_reverse(map->dim);
5528         if (!map->dim)
5529                 goto error;
5530         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
5531                 map->p[i] = isl_basic_map_reverse(map->p[i]);
5532                 if (!map->p[i])
5533                         goto error;
5534         }
5535         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
5536         return map;
5537 error:
5538         isl_map_free(map);
5539         return NULL;
5540 }
5541
5542 static struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexopt(
5543                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5544                 struct isl_set **empty, int max)
5545 {
5546         if (!bmap)
5547                 goto error;
5548         if (bmap->ctx->opt->pip == ISL_PIP_PIP)
5549                 return isl_pip_basic_map_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5550         else
5551                 return isl_tab_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, max);
5552 error:
5553         isl_basic_map_free(bmap);
5554         isl_basic_set_free(dom);
5555         if (empty)
5556                 *empty = NULL;
5557         return NULL;
5558 }
5559
5560 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmax(
5561                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5562                 struct isl_set **empty)
5563 {
5564         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 1);
5565 }
5566
5567 struct isl_map *isl_basic_map_partial_lexmin(
5568                 struct isl_basic_map *bmap, struct isl_basic_set *dom,
5569                 struct isl_set **empty)
5570 {
5571         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, empty, 0);
5572 }
5573
5574 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmin(
5575                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5576                 struct isl_set **empty)
5577 {
5578         return (struct isl_set *)
5579                 isl_basic_map_partial_lexmin((struct isl_basic_map *)bset,
5580                         dom, empty);
5581 }
5582
5583 struct isl_set *isl_basic_set_partial_lexmax(
5584                 struct isl_basic_set *bset, struct isl_basic_set *dom,
5585                 struct isl_set **empty)
5586 {
5587         return (struct isl_set *)
5588                 isl_basic_map_partial_lexmax((struct isl_basic_map *)bset,
5589                         dom, empty);
5590 }
5591
5592 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5593         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5594         __isl_give isl_set **empty)
5595 {
5596         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 0);
5597 }
5598
5599 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5600         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_basic_set *dom,
5601         __isl_give isl_set **empty)
5602 {
5603         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, empty, 1);
5604 }
5605
5606 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmin_pw_multi_aff(
5607         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5608         __isl_give isl_set **empty)
5609 {
5610         return isl_basic_map_partial_lexmin_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5611 }
5612
5613 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_set_partial_lexmax_pw_multi_aff(
5614         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_basic_set *dom,
5615         __isl_give isl_set **empty)
5616 {
5617         return isl_basic_map_partial_lexmax_pw_multi_aff(bset, dom, empty);
5618 }
5619
5620 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(
5621         __isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5622 {
5623         isl_basic_set *dom = NULL;
5624         isl_space *dom_space;
5625
5626         if (!bmap)
5627                 goto error;
5628         dom_space = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5629         dom = isl_basic_set_universe(dom_space);
5630         return isl_basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(bmap, dom, NULL, max);
5631 error:
5632         isl_basic_map_free(bmap);
5633         return NULL;
5634 }
5635
5636 __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_basic_map_lexmin_pw_multi_aff(
5637         __isl_take isl_basic_map *bmap)
5638 {
5639         return isl_basic_map_lexopt_pw_multi_aff(bmap, 0);
5640 }
5641
5642 #undef TYPE
5643 #define TYPE    isl_pw_multi_aff
5644 #undef SUFFIX
5645 #define SUFFIX  _pw_multi_aff
5646 #undef EMPTY
5647 #define EMPTY   isl_pw_multi_aff_empty
5648 #undef ADD
5649 #define ADD     isl_pw_multi_aff_union_add
5650 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5651
5652 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5653  * (or maximal) image element for each domain element in dom,
5654  * in the form of an isl_pw_multi_aff.
5655  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5656  *
5657  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5658  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5659  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5660  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5661  * update both "res" and "todo".
5662  */
5663 static __isl_give isl_pw_multi_aff *isl_map_partial_lexopt_aligned_pw_multi_aff(
5664         __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5665         __isl_give isl_set **empty, int max)
5666 {
5667         int i;
5668         isl_pw_multi_aff *res;
5669         isl_set *todo;
5670
5671         if (!map || !dom)
5672                 goto error;
5673
5674         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5675                 if (empty)
5676                         *empty = dom;
5677                 else
5678                         isl_set_free(dom);
5679                 return isl_pw_multi_aff_from_map(map);
5680         }
5681
5682         res = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5683                                             isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5684                                             isl_set_copy(dom), &todo, max);
5685
5686         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5687                 isl_pw_multi_aff *res_i;
5688                 isl_set *todo_i;
5689
5690                 res_i = basic_map_partial_lexopt_pw_multi_aff(
5691                                             isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5692                                             isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5693
5694                 if (max)
5695                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmax(res, res_i);
5696                 else
5697                         res = isl_pw_multi_aff_union_lexmin(res, res_i);
5698
5699                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5700         }
5701
5702         isl_set_free(dom);
5703         isl_map_free(map);
5704
5705         if (empty)
5706                 *empty = todo;
5707         else
5708                 isl_set_free(todo);
5709
5710         return res;
5711 error:
5712         if (empty)
5713                 *empty = NULL;
5714         isl_set_free(dom);
5715         isl_map_free(map);
5716         return NULL;
5717 }
5718
5719 #undef TYPE
5720 #define TYPE    isl_map
5721 #undef SUFFIX
5722 #define SUFFIX
5723 #undef EMPTY
5724 #define EMPTY   isl_map_empty
5725 #undef ADD
5726 #define ADD     isl_map_union_disjoint
5727 #include "isl_map_lexopt_templ.c"
5728
5729 /* Given a map "map", compute the lexicographically minimal
5730  * (or maximal) image element for each domain element in dom.
5731  * Set *empty to those elements in dom that do not have an image element.
5732  *
5733  * We first compute the lexicographically minimal or maximal element
5734  * in the first basic map.  This results in a partial solution "res"
5735  * and a subset "todo" of dom that still need to be handled.
5736  * We then consider each of the remaining maps in "map" and successively
5737  * update both "res" and "todo".
5738  *
5739  * Let res^k and todo^k be the results after k steps and let i = k + 1.
5740  * Assume we are computing the lexicographical maximum.
5741  * We first compute the lexicographically maximal element in basic map i.
5742  * This results in a partial solution res_i and a subset todo_i.
5743  * Then we combine these results with those obtain for the first k basic maps
5744  * to obtain a result that is valid for the first k+1 basic maps.
5745  * In particular, the set where there is no solution is the set where
5746  * there is no solution for the first k basic maps and also no solution
5747  * for the ith basic map, i.e.,
5748  *
5749  *      todo^i = todo^k * todo_i
5750  *
5751  * On dom(res^k) * dom(res_i), we need to pick the larger of the two
5752  * solutions, arbitrarily breaking ties in favor of res^k.
5753  * That is, when res^k(a) >= res_i(a), we pick res^k and
5754  * when res^k(a) < res_i(a), we pick res_i.  (Here, ">=" and "<" denote
5755  * the lexicographic order.)
5756  * In practice, we compute
5757  *
5758  *      res^k * (res_i . "<=")
5759  *
5760  * and
5761  *
5762  *      res_i * (res^k . "<")
5763  *
5764  * Finally, we consider the symmetric difference of dom(res^k) and dom(res_i),
5765  * where only one of res^k and res_i provides a solution and we simply pick
5766  * that one, i.e.,
5767  *
5768  *      res^k * todo_i
5769  * and
5770  *      res_i * todo^k
5771  *
5772  * Note that we only compute these intersections when dom(res^k) intersects
5773  * dom(res_i).  Otherwise, the only effect of these intersections is to
5774  * potentially break up res^k and res_i into smaller pieces.
5775  * We want to avoid such splintering as much as possible.
5776  * In fact, an earlier implementation of this function would look for
5777  * better results in the domain of res^k and for extra results in todo^k,
5778  * but this would always result in a splintering according to todo^k,
5779  * even when the domain of basic map i is disjoint from the domains of
5780  * the previous basic maps.
5781  */
5782 static __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexopt_aligned(
5783                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5784                 __isl_give isl_set **empty, int max)
5785 {
5786         int i;
5787         struct isl_map *res;
5788         struct isl_set *todo;
5789
5790         if (!map || !dom)
5791                 goto error;
5792
5793         if (isl_map_plain_is_empty(map)) {
5794                 if (empty)
5795                         *empty = dom;
5796                 else
5797                         isl_set_free(dom);
5798                 return map;
5799         }
5800
5801         res = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[0]),
5802                                         isl_set_copy(dom), &todo, max);
5803
5804         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
5805                 isl_map *lt, *le;
5806                 isl_map *res_i;
5807                 isl_set *todo_i;
5808                 isl_space *dim = isl_space_range(isl_map_get_space(res));
5809
5810                 res_i = basic_map_partial_lexopt(isl_basic_map_copy(map->p[i]),
5811                                         isl_set_copy(dom), &todo_i, max);
5812
5813                 if (max) {
5814                         lt = isl_map_lex_lt(isl_space_copy(dim));
5815                         le = isl_map_lex_le(dim);
5816                 } else {
5817                         lt = isl_map_lex_gt(isl_space_copy(dim));
5818                         le = isl_map_lex_ge(dim);
5819                 }
5820                 lt = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res), lt);
5821                 lt = isl_map_intersect(lt, isl_map_copy(res_i));
5822                 le = isl_map_apply_range(isl_map_copy(res_i), le);
5823                 le = isl_map_intersect(le, isl_map_copy(res));
5824
5825                 if (!isl_map_is_empty(lt) || !isl_map_is_empty(le)) {
5826                         res = isl_map_intersect_domain(res,
5827                                                         isl_set_copy(todo_i));
5828                         res_i = isl_map_intersect_domain(res_i,
5829                                                         isl_set_copy(todo));
5830                 }
5831
5832                 res = isl_map_union_disjoint(res, res_i);
5833                 res = isl_map_union_disjoint(res, lt);
5834                 res = isl_map_union_disjoint(res, le);
5835
5836                 todo = isl_set_intersect(todo, todo_i);
5837         }
5838
5839         isl_set_free(dom);
5840         isl_map_free(map);
5841
5842         if (empty)
5843                 *empty = todo;
5844         else
5845                 isl_set_free(todo);
5846
5847         return res;
5848 error:
5849         if (empty)
5850                 *empty = NULL;
5851         isl_set_free(dom);
5852         isl_map_free(map);
5853         return NULL;
5854 }
5855
5856 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmax(
5857                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5858                 __isl_give isl_set **empty)
5859 {
5860         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 1);
5861 }
5862
5863 __isl_give isl_map *isl_map_partial_lexmin(
5864                 __isl_take isl_map *map, __isl_take isl_set *dom,
5865                 __isl_give isl_set **empty)
5866 {
5867         return isl_map_partial_lexopt(map, dom, empty, 0);
5868 }
5869
5870 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmin(
5871                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5872                 __isl_give isl_set **empty)
5873 {
5874         return (struct isl_set *)
5875                 isl_map_partial_lexmin((struct isl_map *)set,
5876                         dom, empty);
5877 }
5878
5879 __isl_give isl_set *isl_set_partial_lexmax(
5880                 __isl_take isl_set *set, __isl_take isl_set *dom,
5881                 __isl_give isl_set **empty)
5882 {
5883         return (struct isl_set *)
5884                 isl_map_partial_lexmax((struct isl_map *)set,
5885                         dom, empty);
5886 }
5887
5888 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexopt(__isl_take isl_basic_map *bmap, int max)
5889 {
5890         struct isl_basic_set *dom = NULL;
5891         isl_space *dom_dim;
5892
5893         if (!bmap)
5894                 goto error;
5895         dom_dim = isl_space_domain(isl_space_copy(bmap->dim));
5896         dom = isl_basic_set_universe(dom_dim);
5897         return isl_basic_map_partial_lexopt(bmap, dom, NULL, max);
5898 error:
5899         isl_basic_map_free(bmap);
5900         return NULL;
5901 }
5902
5903 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmin(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5904 {
5905         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 0);
5906 }
5907
5908 __isl_give isl_map *isl_basic_map_lexmax(__isl_take isl_basic_map *bmap)
5909 {
5910         return isl_basic_map_lexopt(bmap, 1);
5911 }
5912
5913 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmin(__isl_take isl_basic_set *bset)
5914 {
5915         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmin((isl_basic_map *)bset);
5916 }
5917
5918 __isl_give isl_set *isl_basic_set_lexmax(__isl_take isl_basic_set *bset)
5919 {
5920         return (isl_set *)isl_basic_map_lexmax((isl_basic_map *)bset);
5921 }
5922
5923 __isl_give isl_set *isl_set_lexmin(__isl_take isl_set *set)
5924 {
5925         return (isl_set *)isl_map_lexmin((isl_map *)set);
5926 }
5927
5928 __isl_give isl_set *isl_set_lexmax(__isl_take isl_set *set)
5929 {
5930         return (isl_set *)isl_map_lexmax((isl_map *)set);
5931 }
5932
5933 /* Extract the first and only affine expression from list
5934  * and then add it to *pwaff with the given dom.
5935  * This domain is known to be disjoint from other domains
5936  * because of the way isl_basic_map_foreach_lexmax works.
5937  */
5938 static int update_dim_opt(__isl_take isl_basic_set *dom,
5939         __isl_take isl_aff_list *list, void *user)
5940 {
5941         isl_ctx *ctx = isl_basic_set_get_ctx(dom);
5942         isl_aff *aff;
5943         isl_pw_aff **pwaff = user;
5944         isl_pw_aff *pwaff_i;
5945
5946         if (isl_aff_list_n_aff(list) != 1)
5947                 isl_die(ctx, isl_error_internal,
5948                         "expecting single element list", goto error);
5949
5950         aff = isl_aff_list_get_aff(list, 0);
5951         pwaff_i = isl_pw_aff_alloc(isl_set_from_basic_set(dom), aff);
5952
5953         *pwaff = isl_pw_aff_add_disjoint(*pwaff, pwaff_i);
5954
5955         isl_aff_list_free(list);
5956
5957         return 0;
5958 error:
5959         isl_basic_set_free(dom);
5960         isl_aff_list_free(list);
5961         return -1;
5962 }
5963
5964 /* Given a basic map with one output dimension, compute the minimum or
5965  * maximum of that dimension as an isl_pw_aff.
5966  *
5967  * The isl_pw_aff is constructed by having isl_basic_map_foreach_lexopt
5968  * call update_dim_opt on each leaf of the result.
5969  */
5970 static __isl_give isl_pw_aff *basic_map_dim_opt(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
5971         int max)
5972 {
5973         isl_space *dim = isl_basic_map_get_space(bmap);
5974         isl_pw_aff *pwaff;
5975         int r;
5976
5977         dim = isl_space_from_domain(isl_space_domain(dim));
5978         dim = isl_space_add_dims(dim, isl_dim_out, 1);
5979         pwaff = isl_pw_aff_empty(dim);
5980
5981         r = isl_basic_map_foreach_lexopt(bmap, max, &update_dim_opt, &pwaff);
5982         if (r < 0)
5983                 return isl_pw_aff_free(pwaff);
5984
5985         return pwaff;
5986 }
5987
5988 /* Compute the minimum or maximum of the given output dimension
5989  * as a function of the parameters and the input dimensions,
5990  * but independently of the other output dimensions.
5991  *
5992  * We first project out the other output dimension and then compute
5993  * the "lexicographic" maximum in each basic map, combining the results
5994  * using isl_pw_aff_union_max.
5995  */
5996 static __isl_give isl_pw_aff *map_dim_opt(__isl_take isl_map *map, int pos,
5997         int max)
5998 {
5999         int i;
6000         isl_pw_aff *pwaff;
6001         unsigned n_out;
6002
6003         n_out = isl_map_dim(map, isl_dim_out);
6004         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, pos + 1, n_out - (pos + 1));
6005         map = isl_map_project_out(map, isl_dim_out, 0, pos);
6006         if (!map)
6007                 return NULL;
6008
6009         if (map->n == 0) {
6010                 isl_space *dim = isl_map_get_space(map);
6011                 dim = isl_space_domain(isl_space_from_range(dim));
6012                 isl_map_free(map);
6013                 return isl_pw_aff_empty(dim);
6014         }
6015
6016         pwaff = basic_map_dim_opt(map->p[0], max);
6017         for (i = 1; i < map->n; ++i) {
6018                 isl_pw_aff *pwaff_i;
6019
6020                 pwaff_i = basic_map_dim_opt(map->p[i], max);
6021                 pwaff = isl_pw_aff_union_opt(pwaff, pwaff_i, max);
6022         }
6023
6024         isl_map_free(map);
6025
6026         return pwaff;
6027 }
6028
6029 /* Compute the maximum of the given output dimension as a function of the
6030  * parameters and input dimensions, but independently of
6031  * the other output dimensions.
6032  */
6033 __isl_give isl_pw_aff *isl_map_dim_max(__isl_take isl_map *map, int pos)
6034 {
6035         return map_dim_opt(map, pos, 1);
6036 }
6037
6038 /* Compute the minimum or maximum of the given set dimension
6039  * as a function of the parameters,
6040  * but independently of the other set dimensions.
6041  */
6042 static __isl_give isl_pw_aff *set_dim_opt(__isl_take isl_set *set, int pos,
6043         int max)
6044 {
6045         return map_dim_opt(set, pos, max);
6046 }
6047
6048 /* Compute the maximum of the given set dimension as a function of the
6049  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6050  */
6051 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_max(__isl_take isl_set *set, int pos)
6052 {
6053         return set_dim_opt(set, pos, 1);
6054 }
6055
6056 /* Compute the minimum of the given set dimension as a function of the
6057  * parameters, but independently of the other set dimensions.
6058  */
6059 __isl_give isl_pw_aff *isl_set_dim_min(__isl_take isl_set *set, int pos)
6060 {
6061         return set_dim_opt(set, pos, 0);
6062 }
6063
6064 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "bset".
6065  * bset is assumed to have only parameters and divs.
6066  */
6067 static struct isl_basic_set *basic_set_parameter_preimage(
6068         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *mat)
6069 {
6070         unsigned nparam;
6071
6072         if (!bset || !mat)
6073                 goto error;
6074
6075         bset->dim = isl_space_cow(bset->dim);
6076         if (!bset->dim)
6077                 goto error;
6078
6079         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6080
6081         isl_assert(bset->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6082
6083         bset->dim->nparam = 0;
6084         bset->dim->n_out = nparam;
6085         bset = isl_basic_set_preimage(bset, mat);
6086         if (bset) {
6087                 bset->dim->nparam = bset->dim->n_out;
6088                 bset->dim->n_out = 0;
6089         }
6090         return bset;
6091 error:
6092         isl_mat_free(mat);
6093         isl_basic_set_free(bset);
6094         return NULL;
6095 }
6096
6097 /* Apply a preimage specified by "mat" on the parameters of "set".
6098  * set is assumed to have only parameters and divs.
6099  */
6100 static struct isl_set *set_parameter_preimage(
6101         struct isl_set *set, struct isl_mat *mat)
6102 {
6103         isl_space *dim = NULL;
6104         unsigned nparam;
6105
6106         if (!set || !mat)
6107                 goto error;
6108
6109         dim = isl_space_copy(set->dim);
6110         dim = isl_space_cow(dim);
6111         if (!dim)
6112                 goto error;
6113
6114         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
6115
6116         isl_assert(set->ctx, mat->n_row == 1 + nparam, goto error);
6117
6118         dim->nparam = 0;
6119         dim->n_out = nparam;
6120         isl_set_reset_space(set, dim);
6121         set = isl_set_preimage(set, mat);
6122         if (!set)
6123                 goto error2;
6124         dim = isl_space_copy(set->dim);
6125         dim = isl_space_cow(dim);
6126         if (!dim)
6127                 goto error2;
6128         dim->nparam = dim->n_out;
6129         dim->n_out = 0;
6130         isl_set_reset_space(set, dim);
6131         return set;
6132 error:
6133         isl_space_free(dim);
6134         isl_mat_free(mat);
6135 error2:
6136         isl_set_free(set);
6137         return NULL;
6138 }
6139
6140 /* Intersect the basic set "bset" with the affine space specified by the
6141  * equalities in "eq".
6142  */
6143 static struct isl_basic_set *basic_set_append_equalities(
6144         struct isl_basic_set *bset, struct isl_mat *eq)
6145 {
6146         int i, k;
6147         unsigned len;
6148
6149         if (!bset || !eq)
6150                 goto error;
6151
6152         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim), 0,
6153                                         eq->n_row, 0);
6154         if (!bset)
6155                 goto error;
6156
6157         len = 1 + isl_space_dim(bset->dim, isl_dim_all) + bset->extra;
6158         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
6159                 k = isl_basic_set_alloc_equality(bset);
6160                 if (k < 0)
6161                         goto error;
6162                 isl_seq_cpy(bset->eq[k], eq->row[i], eq->n_col);
6163                 isl_seq_clr(bset->eq[k] + eq->n_col, len - eq->n_col);
6164         }
6165         isl_mat_free(eq);
6166
6167         bset = isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6168         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
6169
6170         return bset;
6171 error:
6172         isl_mat_free(eq);
6173         isl_basic_set_free(bset);
6174         return NULL;
6175 }
6176
6177 /* Intersect the set "set" with the affine space specified by the
6178  * equalities in "eq".
6179  */
6180 static struct isl_set *set_append_equalities(struct isl_set *set,
6181         struct isl_mat *eq)
6182 {
6183         int i;
6184
6185         if (!set || !eq)
6186                 goto error;
6187
6188         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
6189                 set->p[i] = basic_set_append_equalities(set->p[i],
6190                                         isl_mat_copy(eq));
6191                 if (!set->p[i])
6192                         goto error;
6193         }
6194         isl_mat_free(eq);
6195         return set;
6196 error:
6197         isl_mat_free(eq);
6198         isl_set_free(set);
6199         return NULL;
6200 }
6201
6202 /* Project the given basic set onto its parameter domain, possibly introducing
6203  * new, explicit, existential variables in the constraints.
6204  * The input has parameters and (possibly implicit) existential variables.
6205  * The output has the same parameters, but only
6206  * explicit existentially quantified variables.
6207  *
6208  * The actual projection is performed by pip, but pip doesn't seem
6209  * to like equalities very much, so we first remove the equalities
6210  * among the parameters by performing a variable compression on
6211  * the parameters.  Afterward, an inverse transformation is performed
6212  * and the equalities among the parameters are inserted back in.
6213  */
6214 static struct isl_set *parameter_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6215 {
6216         int i, j;
6217         struct isl_mat *eq;
6218         struct isl_mat *T, *T2;
6219         struct isl_set *set;
6220         unsigned nparam, n_div;
6221
6222         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6223         if (!bset)
6224                 return NULL;
6225
6226         if (bset->n_eq == 0)
6227                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6228
6229         isl_basic_set_gauss(bset, NULL);
6230
6231         nparam = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_param);
6232         n_div = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div);
6233
6234         for (i = 0, j = n_div - 1; i < bset->n_eq && j >= 0; --j) {
6235                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + j]))
6236                         ++i;
6237         }
6238         if (i == bset->n_eq)
6239                 return isl_basic_set_lexmin(bset);
6240
6241         eq = isl_mat_sub_alloc6(bset->ctx, bset->eq, i, bset->n_eq - i,
6242                 0, 1 + nparam);
6243         eq = isl_mat_cow(eq);
6244         T = isl_mat_variable_compression(isl_mat_copy(eq), &T2);
6245         if (T && T->n_col == 0) {
6246                 isl_mat_free(T);
6247                 isl_mat_free(T2);
6248                 isl_mat_free(eq);
6249                 bset = isl_basic_set_set_to_empty(bset);
6250                 return isl_set_from_basic_set(bset);
6251         }
6252         bset = basic_set_parameter_preimage(bset, T);
6253
6254         set = isl_basic_set_lexmin(bset);
6255         set = set_parameter_preimage(set, T2);
6256         set = set_append_equalities(set, eq);
6257         return set;
6258 }
6259
6260 /* Compute an explicit representation for all the existentially
6261  * quantified variables.
6262  * The input and output dimensions are first turned into parameters.
6263  * compute_divs then returns a map with the same parameters and
6264  * no input or output dimensions and the dimension specification
6265  * is reset to that of the input.
6266  */
6267 static struct isl_map *compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6268 {
6269         struct isl_basic_set *bset;
6270         struct isl_set *set;
6271         struct isl_map *map;
6272         isl_space *dim, *orig_dim = NULL;
6273         unsigned         nparam;
6274         unsigned         n_in;
6275         unsigned         n_out;
6276
6277         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
6278         if (!bmap)
6279                 return NULL;
6280
6281         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6282         n_in = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6283         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
6284         dim = isl_space_set_alloc(bmap->ctx, nparam + n_in + n_out, 0);
6285         if (!dim)
6286                 goto error;
6287
6288         orig_dim = bmap->dim;
6289         bmap->dim = dim;
6290         bset = (struct isl_basic_set *)bmap;
6291
6292         set = parameter_compute_divs(bset);
6293         map = (struct isl_map *)set;
6294         map = isl_map_reset_space(map, orig_dim);
6295
6296         return map;
6297 error:
6298         isl_basic_map_free(bmap);
6299         return NULL;
6300 }
6301
6302 int isl_basic_map_divs_known(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
6303 {
6304         int i;
6305         unsigned off;
6306
6307         if (!bmap)
6308                 return -1;
6309
6310         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
6311         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
6312                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
6313                         return 0;
6314                 isl_assert(bmap->ctx, isl_int_is_zero(bmap->div[i][1+1+off+i]),
6315                                 return -1);
6316         }
6317         return 1;
6318 }
6319
6320 static int map_divs_known(__isl_keep isl_map *map)
6321 {
6322         int i;
6323
6324         if (!map)
6325                 return -1;
6326
6327         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6328                 int known = isl_basic_map_divs_known(map->p[i]);
6329                 if (known <= 0)
6330                         return known;
6331         }
6332
6333         return 1;
6334 }
6335
6336 /* If bmap contains any unknown divs, then compute explicit
6337  * expressions for them.  However, this computation may be
6338  * quite expensive, so first try to remove divs that aren't
6339  * strictly needed.
6340  */
6341 struct isl_map *isl_basic_map_compute_divs(struct isl_basic_map *bmap)
6342 {
6343         int known;
6344         struct isl_map *map;
6345
6346         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6347         if (known < 0)
6348                 goto error;
6349         if (known)
6350                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6351
6352         bmap = isl_basic_map_drop_redundant_divs(bmap);
6353
6354         known = isl_basic_map_divs_known(bmap);
6355         if (known < 0)
6356                 goto error;
6357         if (known)
6358                 return isl_map_from_basic_map(bmap);
6359
6360         map = compute_divs(bmap);
6361         return map;
6362 error:
6363         isl_basic_map_free(bmap);
6364         return NULL;
6365 }
6366
6367 struct isl_map *isl_map_compute_divs(struct isl_map *map)
6368 {
6369         int i;
6370         int known;
6371         struct isl_map *res;
6372
6373         if (!map)
6374                 return NULL;
6375         if (map->n == 0)
6376                 return map;
6377
6378         known = map_divs_known(map);
6379         if (known < 0) {
6380                 isl_map_free(map);
6381                 return NULL;
6382         }
6383         if (known)
6384                 return map;
6385
6386         res = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[0]));
6387         for (i = 1 ; i < map->n; ++i) {
6388                 struct isl_map *r2;
6389                 r2 = isl_basic_map_compute_divs(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
6390                 if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT))
6391                         res = isl_map_union_disjoint(res, r2);
6392                 else
6393                         res = isl_map_union(res, r2);
6394         }
6395         isl_map_free(map);
6396
6397         return res;
6398 }
6399
6400 struct isl_set *isl_basic_set_compute_divs(struct isl_basic_set *bset)
6401 {
6402         return (struct isl_set *)
6403                 isl_basic_map_compute_divs((struct isl_basic_map *)bset);
6404 }
6405
6406 struct isl_set *isl_set_compute_divs(struct isl_set *set)
6407 {
6408         return (struct isl_set *)
6409                 isl_map_compute_divs((struct isl_map *)set);
6410 }
6411
6412 struct isl_set *isl_map_domain(struct isl_map *map)
6413 {
6414         int i;
6415         struct isl_set *set;
6416
6417         if (!map)
6418                 goto error;
6419
6420         map = isl_map_cow(map);
6421         if (!map)
6422                 return NULL;
6423
6424         set = (struct isl_set *)map;
6425         set->dim = isl_space_domain(set->dim);
6426         if (!set->dim)
6427                 goto error;
6428         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6429                 set->p[i] = isl_basic_map_domain(map->p[i]);
6430                 if (!set->p[i])
6431                         goto error;
6432         }
6433         ISL_F_CLR(set, ISL_MAP_DISJOINT);
6434         ISL_F_CLR(set, ISL_SET_NORMALIZED);
6435         return set;
6436 error:
6437         isl_map_free(map);
6438         return NULL;
6439 }
6440
6441 static __isl_give isl_map *map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6442         __isl_take isl_map *map2)
6443 {
6444         int i;
6445         unsigned flags = 0;
6446         struct isl_map *map = NULL;
6447
6448         if (!map1 || !map2)
6449                 goto error;
6450
6451         if (map1->n == 0) {
6452                 isl_map_free(map1);
6453                 return map2;
6454         }
6455         if (map2->n == 0) {
6456                 isl_map_free(map2);
6457                 return map1;
6458         }
6459
6460         isl_assert(map1->ctx, isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim), goto error);
6461
6462         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6463             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
6464                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6465
6466         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map1->dim),
6467                                 map1->n + map2->n, flags);
6468         if (!map)
6469                 goto error;
6470         for (i = 0; i < map1->n; ++i) {
6471                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6472                                   isl_basic_map_copy(map1->p[i]));
6473                 if (!map)
6474                         goto error;
6475         }
6476         for (i = 0; i < map2->n; ++i) {
6477                 map = isl_map_add_basic_map(map,
6478                                   isl_basic_map_copy(map2->p[i]));
6479                 if (!map)
6480                         goto error;
6481         }
6482         isl_map_free(map1);
6483         isl_map_free(map2);
6484         return map;
6485 error:
6486         isl_map_free(map);
6487         isl_map_free(map1);
6488         isl_map_free(map2);
6489         return NULL;
6490 }
6491
6492 __isl_give isl_map *isl_map_union_disjoint(__isl_take isl_map *map1,
6493         __isl_take isl_map *map2)
6494 {
6495         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_union_disjoint);
6496 }
6497
6498 struct isl_map *isl_map_union(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
6499 {
6500         map1 = isl_map_union_disjoint(map1, map2);
6501         if (!map1)
6502                 return NULL;
6503         if (map1->n > 1)
6504                 ISL_F_CLR(map1, ISL_MAP_DISJOINT);
6505         return map1;
6506 }
6507
6508 struct isl_set *isl_set_union_disjoint(
6509                         struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6510 {
6511         return (struct isl_set *)
6512                 isl_map_union_disjoint(
6513                         (struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6514 }
6515
6516 struct isl_set *isl_set_union(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
6517 {
6518         return (struct isl_set *)
6519                 isl_map_union((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
6520 }
6521
6522 static __isl_give isl_map *map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6523         __isl_take isl_set *set)
6524 {
6525         unsigned flags = 0;
6526         struct isl_map *result;
6527         int i, j;
6528
6529         if (!map || !set)
6530                 goto error;
6531
6532         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, set->dim, isl_dim_param))
6533                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6534                         "parameters don't match", goto error);
6535
6536         if (isl_space_dim(set->dim, isl_dim_set) != 0 &&
6537             !isl_map_compatible_range(map, set))
6538                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid,
6539                         "incompatible spaces", goto error);
6540
6541         if (isl_set_plain_is_universe(set)) {
6542                 isl_set_free(set);
6543                 return map;
6544         }
6545
6546         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_DISJOINT) &&
6547             ISL_F_ISSET(set, ISL_MAP_DISJOINT))
6548                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
6549
6550         result = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(map->dim),
6551                                         map->n * set->n, flags);
6552         if (!result)
6553                 goto error;
6554         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6555                 for (j = 0; j < set->n; ++j) {
6556                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6557                             isl_basic_map_intersect_range(
6558                                 isl_basic_map_copy(map->p[i]),
6559                                 isl_basic_set_copy(set->p[j])));
6560                         if (!result)
6561                                 goto error;
6562                 }
6563         isl_map_free(map);
6564         isl_set_free(set);
6565         return result;
6566 error:
6567         isl_map_free(map);
6568         isl_set_free(set);
6569         return NULL;
6570 }
6571
6572 __isl_give isl_map *isl_map_intersect_range(__isl_take isl_map *map,
6573         __isl_take isl_set *set)
6574 {
6575         return isl_map_align_params_map_map_and(map, set, &map_intersect_range);
6576 }
6577
6578 struct isl_map *isl_map_intersect_domain(
6579                 struct isl_map *map, struct isl_set *set)
6580 {
6581         return isl_map_reverse(
6582                 isl_map_intersect_range(isl_map_reverse(map), set));
6583 }
6584
6585 static __isl_give isl_map *map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6586         __isl_take isl_map *map2)
6587 {
6588         if (!map1 || !map2)
6589                 goto error;
6590         map1 = isl_map_reverse(map1);
6591         map1 = isl_map_apply_range(map1, map2);
6592         return isl_map_reverse(map1);
6593 error:
6594         isl_map_free(map1);
6595         isl_map_free(map2);
6596         return NULL;
6597 }
6598
6599 __isl_give isl_map *isl_map_apply_domain(__isl_take isl_map *map1,
6600         __isl_take isl_map *map2)
6601 {
6602         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_domain);
6603 }
6604
6605 static __isl_give isl_map *map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6606         __isl_take isl_map *map2)
6607 {
6608         isl_space *dim_result;
6609         struct isl_map *result;
6610         int i, j;
6611
6612         if (!map1 || !map2)
6613                 goto error;
6614
6615         dim_result = isl_space_join(isl_space_copy(map1->dim),
6616                                   isl_space_copy(map2->dim));
6617
6618         result = isl_map_alloc_space(dim_result, map1->n * map2->n, 0);
6619         if (!result)
6620                 goto error;
6621         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
6622                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
6623                         result = isl_map_add_basic_map(result,
6624                             isl_basic_map_apply_range(
6625                                 isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
6626                                 isl_basic_map_copy(map2->p[j])));
6627                         if (!result)
6628                                 goto error;
6629                 }
6630         isl_map_free(map1);
6631         isl_map_free(map2);
6632         if (result && result->n <= 1)
6633                 ISL_F_SET(result, ISL_MAP_DISJOINT);
6634         return result;
6635 error:
6636         isl_map_free(map1);
6637         isl_map_free(map2);
6638         return NULL;
6639 }
6640
6641 __isl_give isl_map *isl_map_apply_range(__isl_take isl_map *map1,
6642         __isl_take isl_map *map2)
6643 {
6644         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_apply_range);
6645 }
6646
6647 /*
6648  * returns range - domain
6649  */
6650 struct isl_basic_set *isl_basic_map_deltas(struct isl_basic_map *bmap)
6651 {
6652         isl_space *dims, *target_dim;
6653         struct isl_basic_set *bset;
6654         unsigned dim;
6655         unsigned nparam;
6656         int i;
6657
6658         if (!bmap)
6659                 goto error;
6660         isl_assert(bmap->ctx, isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in,
6661                                                   bmap->dim, isl_dim_out),
6662                    goto error);
6663         target_dim = isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap));
6664         dim = isl_basic_map_n_in(bmap);
6665         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap);
6666         bset = isl_basic_set_from_basic_map(bmap);
6667         bset = isl_basic_set_cow(bset);
6668         dims = isl_basic_set_get_space(bset);
6669         dims = isl_space_add_dims(dims, isl_dim_set, dim);
6670         bset = isl_basic_set_extend_space(bset, dims, 0, dim, 0);
6671         bset = isl_basic_set_swap_vars(bset, 2*dim);
6672         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6673                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(
6674                                             (struct isl_basic_map *)bset);
6675                 if (j < 0)
6676                         goto error;
6677                 isl_seq_clr(bset->eq[j], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6678                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+i], 1);
6679                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+dim+i], 1);
6680                 isl_int_set_si(bset->eq[j][1+nparam+2*dim+i], -1);
6681         }
6682         bset = isl_basic_set_project_out(bset, isl_dim_set, dim, 2*dim);
6683         bset = isl_basic_set_reset_space(bset, target_dim);
6684         return bset;
6685 error:
6686         isl_basic_map_free(bmap);
6687         return NULL;
6688 }
6689
6690 /*
6691  * returns range - domain
6692  */
6693 __isl_give isl_set *isl_map_deltas(__isl_take isl_map *map)
6694 {
6695         int i;
6696         isl_space *dim;
6697         struct isl_set *result;
6698
6699         if (!map)
6700                 return NULL;
6701
6702         isl_assert(map->ctx, isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in,
6703                                                  map->dim, isl_dim_out),
6704                    goto error);
6705         dim = isl_map_get_space(map);
6706         dim = isl_space_domain(dim);
6707         result = isl_set_alloc_space(dim, map->n, 0);
6708         if (!result)
6709                 goto error;
6710         for (i = 0; i < map->n; ++i)
6711                 result = isl_set_add_basic_set(result,
6712                           isl_basic_map_deltas(isl_basic_map_copy(map->p[i])));
6713         isl_map_free(map);
6714         return result;
6715 error:
6716         isl_map_free(map);
6717         return NULL;
6718 }
6719
6720 /*
6721  * returns [domain -> range] -> range - domain
6722  */
6723 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_deltas_map(
6724         __isl_take isl_basic_map *bmap)
6725 {
6726         int i, k;
6727         isl_space *dim;
6728         isl_basic_map *domain;
6729         int nparam, n;
6730         unsigned total;
6731
6732         if (!isl_space_tuple_match(bmap->dim, isl_dim_in, bmap->dim, isl_dim_out))
6733                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
6734                         "domain and range don't match", goto error);
6735
6736         nparam = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_param);
6737         n = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_in);
6738
6739         dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_basic_map_get_space(bmap)));
6740         domain = isl_basic_map_universe(dim);
6741
6742         bmap = isl_basic_map_from_domain(isl_basic_map_wrap(bmap));
6743         bmap = isl_basic_map_apply_range(bmap, domain);
6744         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, n, 0);
6745
6746         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
6747
6748         for (i = 0; i < n; ++i) {
6749                 k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6750                 if (k < 0)
6751                         goto error;
6752                 isl_seq_clr(bmap->eq[k], 1 + total);
6753                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + i], 1);
6754                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + i], -1);
6755                 isl_int_set_si(bmap->eq[k][1 + nparam + n + n + i], 1);
6756         }
6757
6758         bmap = isl_basic_map_gauss(bmap, NULL);
6759         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6760 error:
6761         isl_basic_map_free(bmap);
6762         return NULL;
6763 }
6764
6765 /*
6766  * returns [domain -> range] -> range - domain
6767  */
6768 __isl_give isl_map *isl_map_deltas_map(__isl_take isl_map *map)
6769 {
6770         int i;
6771         isl_space *domain_dim;
6772
6773         if (!map)
6774                 return NULL;
6775
6776         if (!isl_space_tuple_match(map->dim, isl_dim_in, map->dim, isl_dim_out))
6777                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
6778                         "domain and range don't match", goto error);
6779
6780         map = isl_map_cow(map);
6781         if (!map)
6782                 return NULL;
6783
6784         domain_dim = isl_space_from_range(isl_space_domain(isl_map_get_space(map)));
6785         map->dim = isl_space_from_domain(isl_space_wrap(map->dim));
6786         map->dim = isl_space_join(map->dim, domain_dim);
6787         if (!map->dim)
6788                 goto error;
6789         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
6790                 map->p[i] = isl_basic_map_deltas_map(map->p[i]);
6791                 if (!map->p[i])
6792                         goto error;
6793         }
6794         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
6795         return map;
6796 error:
6797         isl_map_free(map);
6798         return NULL;
6799 }
6800
6801 static __isl_give isl_basic_map *basic_map_identity(__isl_take isl_space *dims)
6802 {
6803         struct isl_basic_map *bmap;
6804         unsigned nparam;
6805         unsigned dim;
6806         int i;
6807
6808         if (!dims)
6809                 return NULL;
6810
6811         nparam = dims->nparam;
6812         dim = dims->n_out;
6813         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dims, 0, dim, 0);
6814         if (!bmap)
6815                 goto error;
6816
6817         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6818                 int j = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
6819                 if (j < 0)
6820                         goto error;
6821                 isl_seq_clr(bmap->eq[j], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
6822                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+i], 1);
6823                 isl_int_set_si(bmap->eq[j][1+nparam+dim+i], -1);
6824         }
6825         return isl_basic_map_finalize(bmap);
6826 error:
6827         isl_basic_map_free(bmap);
6828         return NULL;
6829 }
6830
6831 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6832 {
6833         if (!dim)
6834                 return NULL;
6835         if (dim->n_in != dim->n_out)
6836                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
6837                         "number of input and output dimensions needs to be "
6838                         "the same", goto error);
6839         return basic_map_identity(dim);
6840 error:
6841         isl_space_free(dim);
6842         return NULL;
6843 }
6844
6845 struct isl_basic_map *isl_basic_map_identity_like(struct isl_basic_map *model)
6846 {
6847         if (!model || !model->dim)
6848                 return NULL;
6849         return isl_basic_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6850 }
6851
6852 __isl_give isl_map *isl_map_identity(__isl_take isl_space *dim)
6853 {
6854         return isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_identity(dim));
6855 }
6856
6857 struct isl_map *isl_map_identity_like(struct isl_map *model)
6858 {
6859         if (!model || !model->dim)
6860                 return NULL;
6861         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6862 }
6863
6864 struct isl_map *isl_map_identity_like_basic_map(struct isl_basic_map *model)
6865 {
6866         if (!model || !model->dim)
6867                 return NULL;
6868         return isl_map_identity(isl_space_copy(model->dim));
6869 }
6870
6871 __isl_give isl_map *isl_set_identity(__isl_take isl_set *set)
6872 {
6873         isl_space *dim = isl_set_get_space(set);
6874         isl_map *id;
6875         id = isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
6876         return isl_map_intersect_range(id, set);
6877 }
6878
6879 /* Construct a basic set with all set dimensions having only non-negative
6880  * values.
6881  */
6882 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_positive_orthant(
6883         __isl_take isl_space *space)
6884 {
6885         int i;
6886         unsigned nparam;
6887         unsigned dim;
6888         struct isl_basic_set *bset;
6889
6890         if (!space)
6891                 return NULL;
6892         nparam = space->nparam;
6893         dim = space->n_out;
6894         bset = isl_basic_set_alloc_space(space, 0, 0, dim);
6895         if (!bset)
6896                 return NULL;
6897         for (i = 0; i < dim; ++i) {
6898                 int k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
6899                 if (k < 0)
6900                         goto error;
6901                 isl_seq_clr(bset->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
6902                 isl_int_set_si(bset->ineq[k][1 + nparam + i], 1);
6903         }
6904         return bset;
6905 error:
6906         isl_basic_set_free(bset);
6907         return NULL;
6908 }
6909
6910 /* Construct the half-space x_pos >= 0.
6911  */
6912 static __isl_give isl_basic_set *nonneg_halfspace(__isl_take isl_space *dim,
6913         int pos)
6914 {
6915         int k;
6916         isl_basic_set *nonneg;
6917
6918         nonneg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6919         k = isl_basic_set_alloc_inequality(nonneg);
6920         if (k < 0)
6921                 goto error;
6922         isl_seq_clr(nonneg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(nonneg));
6923         isl_int_set_si(nonneg->ineq[k][pos], 1);
6924
6925         return isl_basic_set_finalize(nonneg);
6926 error:
6927         isl_basic_set_free(nonneg);
6928         return NULL;
6929 }
6930
6931 /* Construct the half-space x_pos <= -1.
6932  */
6933 static __isl_give isl_basic_set *neg_halfspace(__isl_take isl_space *dim, int pos)
6934 {
6935         int k;
6936         isl_basic_set *neg;
6937
6938         neg = isl_basic_set_alloc_space(dim, 0, 0, 1);
6939         k = isl_basic_set_alloc_inequality(neg);
6940         if (k < 0)
6941                 goto error;
6942         isl_seq_clr(neg->ineq[k], 1 + isl_basic_set_total_dim(neg));
6943         isl_int_set_si(neg->ineq[k][0], -1);
6944         isl_int_set_si(neg->ineq[k][pos], -1);
6945
6946         return isl_basic_set_finalize(neg);
6947 error:
6948         isl_basic_set_free(neg);
6949         return NULL;
6950 }
6951
6952 __isl_give isl_set *isl_set_split_dims(__isl_take isl_set *set,
6953         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n)
6954 {
6955         int i;
6956         isl_basic_set *nonneg;
6957         isl_basic_set *neg;
6958
6959         if (!set)
6960                 return NULL;
6961         if (n == 0)
6962                 return set;
6963
6964         isl_assert(set->ctx, first + n <= isl_set_dim(set, type), goto error);
6965
6966         for (i = 0; i < n; ++i) {
6967                 nonneg = nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6968                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6969                 neg = neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6970                                           pos(set->dim, type) + first + i);
6971
6972                 set = isl_set_intersect(set, isl_basic_set_union(nonneg, neg));
6973         }
6974
6975         return set;
6976 error:
6977         isl_set_free(set);
6978         return NULL;
6979 }
6980
6981 static int foreach_orthant(__isl_take isl_set *set, int *signs, int first,
6982         int len, int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
6983         void *user)
6984 {
6985         isl_set *half;
6986
6987         if (!set)
6988                 return -1;
6989         if (isl_set_plain_is_empty(set)) {
6990                 isl_set_free(set);
6991                 return 0;
6992         }
6993         if (first == len)
6994                 return fn(set, signs, user);
6995
6996         signs[first] = 1;
6997         half = isl_set_from_basic_set(nonneg_halfspace(isl_set_get_space(set),
6998                                                         1 + first));
6999         half = isl_set_intersect(half, isl_set_copy(set));
7000         if (foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user) < 0)
7001                 goto error;
7002
7003         signs[first] = -1;
7004         half = isl_set_from_basic_set(neg_halfspace(isl_set_get_space(set),
7005                                                         1 + first));
7006         half = isl_set_intersect(half, set);
7007         return foreach_orthant(half, signs, first + 1, len, fn, user);
7008 error:
7009         isl_set_free(set);
7010         return -1;
7011 }
7012
7013 /* Call "fn" on the intersections of "set" with each of the orthants
7014  * (except for obviously empty intersections).  The orthant is identified
7015  * by the signs array, with each entry having value 1 or -1 according
7016  * to the sign of the corresponding variable.
7017  */
7018 int isl_set_foreach_orthant(__isl_keep isl_set *set,
7019         int (*fn)(__isl_take isl_set *orthant, int *signs, void *user),
7020         void *user)
7021 {
7022         unsigned nparam;
7023         unsigned nvar;
7024         int *signs;
7025         int r;
7026
7027         if (!set)
7028                 return -1;
7029         if (isl_set_plain_is_empty(set))
7030                 return 0;
7031
7032         nparam = isl_set_dim(set, isl_dim_param);
7033         nvar = isl_set_dim(set, isl_dim_set);
7034
7035         signs = isl_alloc_array(set->ctx, int, nparam + nvar);
7036
7037         r = foreach_orthant(isl_set_copy(set), signs, 0, nparam + nvar,
7038                             fn, user);
7039
7040         free(signs);
7041
7042         return r;
7043 }
7044
7045 int isl_set_is_equal(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
7046 {
7047         return isl_map_is_equal((struct isl_map *)set1, (struct isl_map *)set2);
7048 }
7049
7050 int isl_basic_map_is_subset(
7051                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7052 {
7053         int is_subset;
7054         struct isl_map *map1;
7055         struct isl_map *map2;
7056
7057         if (!bmap1 || !bmap2)
7058                 return -1;
7059
7060         map1 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap1));
7061         map2 = isl_map_from_basic_map(isl_basic_map_copy(bmap2));
7062
7063         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7064
7065         isl_map_free(map1);
7066         isl_map_free(map2);
7067
7068         return is_subset;
7069 }
7070
7071 int isl_basic_set_is_subset(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7072         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
7073 {
7074         return isl_basic_map_is_subset(bset1, bset2);
7075 }
7076
7077 int isl_basic_map_is_equal(
7078                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7079 {
7080         int is_subset;
7081
7082         if (!bmap1 || !bmap2)
7083                 return -1;
7084         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7085         if (is_subset != 1)
7086                 return is_subset;
7087         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7088         return is_subset;
7089 }
7090
7091 int isl_basic_set_is_equal(
7092                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7093 {
7094         return isl_basic_map_is_equal(
7095                 (struct isl_basic_map *)bset1, (struct isl_basic_map *)bset2);
7096 }
7097
7098 int isl_map_is_empty(struct isl_map *map)
7099 {
7100         int i;
7101         int is_empty;
7102
7103         if (!map)
7104                 return -1;
7105         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7106                 is_empty = isl_basic_map_is_empty(map->p[i]);
7107                 if (is_empty < 0)
7108                         return -1;
7109                 if (!is_empty)
7110                         return 0;
7111         }
7112         return 1;
7113 }
7114
7115 int isl_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7116 {
7117         return map ? map->n == 0 : -1;
7118 }
7119
7120 int isl_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_map *map)
7121 {
7122         return isl_map_plain_is_empty(map);
7123 }
7124
7125 int isl_set_plain_is_empty(struct isl_set *set)
7126 {
7127         return set ? set->n == 0 : -1;
7128 }
7129
7130 int isl_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_set *set)
7131 {
7132         return isl_set_plain_is_empty(set);
7133 }
7134
7135 int isl_set_is_empty(struct isl_set *set)
7136 {
7137         return isl_map_is_empty((struct isl_map *)set);
7138 }
7139
7140 int isl_map_has_equal_space(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7141 {
7142         if (!map1 || !map2)
7143                 return -1;
7144
7145         return isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim);
7146 }
7147
7148 int isl_set_has_equal_space(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7149 {
7150         if (!set1 || !set2)
7151                 return -1;
7152
7153         return isl_space_is_equal(set1->dim, set2->dim);
7154 }
7155
7156 static int map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7157 {
7158         int is_subset;
7159
7160         if (!map1 || !map2)
7161                 return -1;
7162         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7163         if (is_subset != 1)
7164                 return is_subset;
7165         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7166         return is_subset;
7167 }
7168
7169 int isl_map_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
7170 {
7171         return isl_map_align_params_map_map_and_test(map1, map2, &map_is_equal);
7172 }
7173
7174 int isl_basic_map_is_strict_subset(
7175                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7176 {
7177         int is_subset;
7178
7179         if (!bmap1 || !bmap2)
7180                 return -1;
7181         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap1, bmap2);
7182         if (is_subset != 1)
7183                 return is_subset;
7184         is_subset = isl_basic_map_is_subset(bmap2, bmap1);
7185         if (is_subset == -1)
7186                 return is_subset;
7187         return !is_subset;
7188 }
7189
7190 int isl_map_is_strict_subset(struct isl_map *map1, struct isl_map *map2)
7191 {
7192         int is_subset;
7193
7194         if (!map1 || !map2)
7195                 return -1;
7196         is_subset = isl_map_is_subset(map1, map2);
7197         if (is_subset != 1)
7198                 return is_subset;
7199         is_subset = isl_map_is_subset(map2, map1);
7200         if (is_subset == -1)
7201                 return is_subset;
7202         return !is_subset;
7203 }
7204
7205 int isl_set_is_strict_subset(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
7206 {
7207         return isl_map_is_strict_subset((isl_map *)set1, (isl_map *)set2);
7208 }
7209
7210 int isl_basic_map_is_universe(struct isl_basic_map *bmap)
7211 {
7212         if (!bmap)
7213                 return -1;
7214         return bmap->n_eq == 0 && bmap->n_ineq == 0;
7215 }
7216
7217 int isl_basic_set_is_universe(struct isl_basic_set *bset)
7218 {
7219         if (!bset)
7220                 return -1;
7221         return bset->n_eq == 0 && bset->n_ineq == 0;
7222 }
7223
7224 int isl_map_plain_is_universe(__isl_keep isl_map *map)
7225 {
7226         int i;
7227
7228         if (!map)
7229                 return -1;
7230
7231         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7232                 int r = isl_basic_map_is_universe(map->p[i]);
7233                 if (r < 0 || r)
7234                         return r;
7235         }
7236
7237         return 0;
7238 }
7239
7240 int isl_set_plain_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7241 {
7242         return isl_map_plain_is_universe((isl_map *) set);
7243 }
7244
7245 int isl_set_fast_is_universe(__isl_keep isl_set *set)
7246 {
7247         return isl_set_plain_is_universe(set);
7248 }
7249
7250 int isl_basic_map_is_empty(struct isl_basic_map *bmap)
7251 {
7252         struct isl_basic_set *bset = NULL;
7253         struct isl_vec *sample = NULL;
7254         int empty;
7255         unsigned total;
7256
7257         if (!bmap)
7258                 return -1;
7259
7260         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
7261                 return 1;
7262
7263         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL)) {
7264                 struct isl_basic_map *copy = isl_basic_map_copy(bmap);
7265                 copy = isl_basic_map_remove_redundancies(copy);
7266                 empty = ISL_F_ISSET(copy, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7267                 isl_basic_map_free(copy);
7268                 return empty;
7269         }
7270
7271         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
7272         if (bmap->sample && bmap->sample->size == total) {
7273                 int contains = isl_basic_map_contains(bmap, bmap->sample);
7274                 if (contains < 0)
7275                         return -1;
7276                 if (contains)
7277                         return 0;
7278         }
7279         isl_vec_free(bmap->sample);
7280         bmap->sample = NULL;
7281         bset = isl_basic_map_underlying_set(isl_basic_map_copy(bmap));
7282         if (!bset)
7283                 return -1;
7284         sample = isl_basic_set_sample_vec(bset);
7285         if (!sample)
7286                 return -1;
7287         empty = sample->size == 0;
7288         isl_vec_free(bmap->sample);
7289         bmap->sample = sample;
7290         if (empty)
7291                 ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7292
7293         return empty;
7294 }
7295
7296 int isl_basic_map_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7297 {
7298         if (!bmap)
7299                 return -1;
7300         return ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_EMPTY);
7301 }
7302
7303 int isl_basic_map_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
7304 {
7305         return isl_basic_map_plain_is_empty(bmap);
7306 }
7307
7308 int isl_basic_set_plain_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7309 {
7310         if (!bset)
7311                 return -1;
7312         return ISL_F_ISSET(bset, ISL_BASIC_SET_EMPTY);
7313 }
7314
7315 int isl_basic_set_fast_is_empty(__isl_keep isl_basic_set *bset)
7316 {
7317         return isl_basic_set_plain_is_empty(bset);
7318 }
7319
7320 int isl_basic_set_is_empty(struct isl_basic_set *bset)
7321 {
7322         return isl_basic_map_is_empty((struct isl_basic_map *)bset);
7323 }
7324
7325 struct isl_map *isl_basic_map_union(
7326         struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
7327 {
7328         struct isl_map *map;
7329         if (!bmap1 || !bmap2)
7330                 goto error;
7331
7332         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_is_equal(bmap1->dim, bmap2->dim), goto error);
7333
7334         map = isl_map_alloc_space(isl_space_copy(bmap1->dim), 2, 0);
7335         if (!map)
7336                 goto error;
7337         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap1);
7338         map = isl_map_add_basic_map(map, bmap2);
7339         return map;
7340 error:
7341         isl_basic_map_free(bmap1);
7342         isl_basic_map_free(bmap2);
7343         return NULL;
7344 }
7345
7346 struct isl_set *isl_basic_set_union(
7347                 struct isl_basic_set *bset1, struct isl_basic_set *bset2)
7348 {
7349         return (struct isl_set *)isl_basic_map_union(
7350                                             (struct isl_basic_map *)bset1,
7351                                             (struct isl_basic_map *)bset2);
7352 }
7353
7354 /* Order divs such that any div only depends on previous divs */
7355 struct isl_basic_map *isl_basic_map_order_divs(struct isl_basic_map *bmap)
7356 {
7357         int i;
7358         unsigned off;
7359
7360         if (!bmap)
7361                 return NULL;
7362
7363         off = isl_space_dim(bmap->dim, isl_dim_all);
7364
7365         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
7366                 int pos;
7367                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
7368                         continue;
7369                 pos = isl_seq_first_non_zero(bmap->div[i]+1+1+off+i,
7370                                                             bmap->n_div-i);
7371                 if (pos == -1)
7372                         continue;
7373                 isl_basic_map_swap_div(bmap, i, i + pos);
7374                 --i;
7375         }
7376         return bmap;
7377 }
7378
7379 struct isl_basic_set *isl_basic_set_order_divs(struct isl_basic_set *bset)
7380 {
7381         return (struct isl_basic_set *)
7382                 isl_basic_map_order_divs((struct isl_basic_map *)bset);
7383 }
7384
7385 __isl_give isl_map *isl_map_order_divs(__isl_take isl_map *map)
7386 {
7387         int i;
7388
7389         if (!map)
7390                 return 0;
7391
7392         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
7393                 map->p[i] = isl_basic_map_order_divs(map->p[i]);
7394                 if (!map->p[i])
7395                         goto error;
7396         }
7397
7398         return map;
7399 error:
7400         isl_map_free(map);
7401         return NULL;
7402 }
7403
7404 /* Apply the expansion computed by isl_merge_divs.
7405  * The expansion itself is given by "exp" while the resulting
7406  * list of divs is given by "div".
7407  */
7408 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_expand_divs(
7409         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_mat *div, int *exp)
7410 {
7411         int i, j;
7412         int n_div;
7413
7414         bset = isl_basic_set_cow(bset);
7415         if (!bset || !div)
7416                 goto error;
7417
7418         if (div->n_row < bset->n_div)
7419                 isl_die(isl_mat_get_ctx(div), isl_error_invalid,
7420                         "not an expansion", goto error);
7421
7422         bset = isl_basic_map_extend_space(bset, isl_space_copy(bset->dim),
7423                                         div->n_row - bset->n_div, 0,
7424                                         2 * (div->n_row - bset->n_div));
7425
7426         n_div = bset->n_div;
7427         for (i = n_div; i < div->n_row; ++i)
7428                 if (isl_basic_set_alloc_div(bset) < 0)
7429                         goto error;
7430
7431         j = n_div - 1;
7432         for (i = div->n_row - 1; i >= 0; --i) {
7433                 if (j >= 0 && exp[j] == i) {
7434                         if (i != j)
7435                                 isl_basic_map_swap_div(bset, i, j);
7436                         j--;
7437                 } else {
7438                         isl_seq_cpy(bset->div[i], div->row[i], div->n_col);
7439                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(bset, i) < 0)
7440                                 goto error;
7441                 }
7442         }
7443
7444         isl_mat_free(div);
7445         return bset;
7446 error:
7447         isl_basic_set_free(bset);
7448         isl_mat_free(div);
7449         return NULL;
7450 }
7451
7452 /* Look for a div in dst that corresponds to the div "div" in src.
7453  * The divs before "div" in src and dst are assumed to be the same.
7454  * 
7455  * Returns -1 if no corresponding div was found and the position
7456  * of the corresponding div in dst otherwise.
7457  */
7458 static int find_div(struct isl_basic_map *dst,
7459                         struct isl_basic_map *src, unsigned div)
7460 {
7461         int i;
7462
7463         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7464
7465         isl_assert(dst->ctx, div <= dst->n_div, return -1);
7466         for (i = div; i < dst->n_div; ++i)
7467                 if (isl_seq_eq(dst->div[i], src->div[div], 1+1+total+div) &&
7468                     isl_seq_first_non_zero(dst->div[i]+1+1+total+div,
7469                                                 dst->n_div - div) == -1)
7470                         return i;
7471         return -1;
7472 }
7473
7474 struct isl_basic_map *isl_basic_map_align_divs(
7475                 struct isl_basic_map *dst, struct isl_basic_map *src)
7476 {
7477         int i;
7478         unsigned total = isl_space_dim(src->dim, isl_dim_all);
7479
7480         if (!dst || !src)
7481                 goto error;
7482
7483         if (src->n_div == 0)
7484                 return dst;
7485
7486         for (i = 0; i < src->n_div; ++i)
7487                 isl_assert(src->ctx, !isl_int_is_zero(src->div[i][0]), goto error);
7488
7489         src = isl_basic_map_order_divs(src);
7490         dst = isl_basic_map_cow(dst);
7491         dst = isl_basic_map_extend_space(dst, isl_space_copy(dst->dim),
7492                         src->n_div, 0, 2 * src->n_div);
7493         if (!dst)
7494                 return NULL;
7495         for (i = 0; i < src->n_div; ++i) {
7496                 int j = find_div(dst, src, i);
7497                 if (j < 0) {
7498                         j = isl_basic_map_alloc_div(dst);
7499                         if (j < 0)
7500                                 goto error;
7501                         isl_seq_cpy(dst->div[j], src->div[i], 1+1+total+i);
7502                         isl_seq_clr(dst->div[j]+1+1+total+i, dst->n_div - i);
7503                         if (isl_basic_map_add_div_constraints(dst, j) < 0)
7504                                 goto error;
7505                 }
7506                 if (j != i)
7507                         isl_basic_map_swap_div(dst, i, j);
7508         }
7509         return dst;
7510 error:
7511         isl_basic_map_free(dst);
7512         return NULL;
7513 }
7514
7515 struct isl_basic_set *isl_basic_set_align_divs(
7516                 struct isl_basic_set *dst, struct isl_basic_set *src)
7517 {
7518         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_align_divs(
7519                 (struct isl_basic_map *)dst, (struct isl_basic_map *)src);
7520 }
7521
7522 struct isl_map *isl_map_align_divs(struct isl_map *map)
7523 {
7524         int i;
7525
7526         if (!map)
7527                 return NULL;
7528         if (map->n == 0)
7529                 return map;
7530         map = isl_map_compute_divs(map);
7531         map = isl_map_cow(map);
7532         if (!map)
7533                 return NULL;
7534
7535         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7536                 map->p[0] = isl_basic_map_align_divs(map->p[0], map->p[i]);
7537         for (i = 1; i < map->n; ++i)
7538                 map->p[i] = isl_basic_map_align_divs(map->p[i], map->p[0]);
7539
7540         ISL_F_CLR(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
7541         return map;
7542 }
7543
7544 struct isl_set *isl_set_align_divs(struct isl_set *set)
7545 {
7546         return (struct isl_set *)isl_map_align_divs((struct isl_map *)set);
7547 }
7548
7549 static __isl_give isl_set *set_apply( __isl_take isl_set *set,
7550         __isl_take isl_map *map)
7551 {
7552         if (!set || !map)
7553                 goto error;
7554         isl_assert(set->ctx, isl_map_compatible_domain(map, set), goto error);
7555         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
7556         set = isl_map_range(map);
7557         return set;
7558 error:
7559         isl_set_free(set);
7560         isl_map_free(map);
7561         return NULL;
7562 }
7563
7564 __isl_give isl_set *isl_set_apply( __isl_take isl_set *set,
7565         __isl_take isl_map *map)
7566 {
7567         return isl_map_align_params_map_map_and(set, map, &set_apply);
7568 }
7569
7570 /* There is no need to cow as removing empty parts doesn't change
7571  * the meaning of the set.
7572  */
7573 struct isl_map *isl_map_remove_empty_parts(struct isl_map *map)
7574 {
7575         int i;
7576
7577         if (!map)
7578                 return NULL;
7579
7580         for (i = map->n - 1; i >= 0; --i)
7581                 remove_if_empty(map, i);
7582
7583         return map;
7584 }
7585
7586 struct isl_set *isl_set_remove_empty_parts(struct isl_set *set)
7587 {
7588         return (struct isl_set *)
7589                 isl_map_remove_empty_parts((struct isl_map *)set);
7590 }
7591
7592 struct isl_basic_map *isl_map_copy_basic_map(struct isl_map *map)
7593 {
7594         struct isl_basic_map *bmap;
7595         if (!map || map->n == 0)
7596                 return NULL;
7597         bmap = map->p[map->n-1];
7598         isl_assert(map->ctx, ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_SET_FINAL), return NULL);
7599         return isl_basic_map_copy(bmap);
7600 }
7601
7602 struct isl_basic_set *isl_set_copy_basic_set(struct isl_set *set)
7603 {
7604         return (struct isl_basic_set *)
7605                 isl_map_copy_basic_map((struct isl_map *)set);
7606 }
7607
7608 __isl_give isl_map *isl_map_drop_basic_map(__isl_take isl_map *map,
7609                                                 __isl_keep isl_basic_map *bmap)
7610 {
7611         int i;
7612
7613         if (!map || !bmap)
7614                 goto error;
7615         for (i = map->n-1; i >= 0; --i) {
7616                 if (map->p[i] != bmap)
7617                         continue;
7618                 map = isl_map_cow(map);
7619                 if (!map)
7620                         goto error;
7621                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
7622                 if (i != map->n-1) {
7623                         ISL_F_CLR(map, ISL_SET_NORMALIZED);
7624                         map->p[i] = map->p[map->n-1];
7625                 }
7626                 map->n--;
7627                 return map;
7628         }
7629         return map;
7630 error:
7631         isl_map_free(map);
7632         return NULL;
7633 }
7634
7635 struct isl_set *isl_set_drop_basic_set(struct isl_set *set,
7636                                                 struct isl_basic_set *bset)
7637 {
7638         return (struct isl_set *)isl_map_drop_basic_map((struct isl_map *)set,
7639                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
7640 }
7641
7642 /* Given two basic sets bset1 and bset2, compute the maximal difference
7643  * between the values of dimension pos in bset1 and those in bset2
7644  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos.
7645  */
7646 static enum isl_lp_result basic_set_maximal_difference_at(
7647         __isl_keep isl_basic_set *bset1, __isl_keep isl_basic_set *bset2,
7648         int pos, isl_int *opt)
7649 {
7650         isl_space *dims;
7651         struct isl_basic_map *bmap1 = NULL;
7652         struct isl_basic_map *bmap2 = NULL;
7653         struct isl_ctx *ctx;
7654         struct isl_vec *obj;
7655         unsigned total;
7656         unsigned nparam;
7657         unsigned dim1, dim2;
7658         enum isl_lp_result res;
7659
7660         if (!bset1 || !bset2)
7661                 return isl_lp_error;
7662
7663         nparam = isl_basic_set_n_param(bset1);
7664         dim1 = isl_basic_set_n_dim(bset1);
7665         dim2 = isl_basic_set_n_dim(bset2);
7666         dims = isl_space_alloc(bset1->ctx, nparam, pos, dim1 - pos);
7667         bmap1 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset1), dims);
7668         dims = isl_space_alloc(bset2->ctx, nparam, pos, dim2 - pos);
7669         bmap2 = isl_basic_map_from_basic_set(isl_basic_set_copy(bset2), dims);
7670         if (!bmap1 || !bmap2)
7671                 goto error;
7672         bmap1 = isl_basic_map_cow(bmap1);
7673         bmap1 = isl_basic_map_extend(bmap1, nparam,
7674                         pos, (dim1 - pos) + (dim2 - pos),
7675                         bmap2->n_div, bmap2->n_eq, bmap2->n_ineq);
7676         bmap1 = add_constraints(bmap1, bmap2, 0, dim1 - pos);
7677         if (!bmap1)
7678                 goto error;
7679         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
7680         ctx = bmap1->ctx;
7681         obj = isl_vec_alloc(ctx, 1 + total);
7682         isl_seq_clr(obj->block.data, 1 + total);
7683         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos], 1);
7684         isl_int_set_si(obj->block.data[1+nparam+pos+(dim1-pos)], -1);
7685         if (!obj)
7686                 goto error;
7687         res = isl_basic_map_solve_lp(bmap1, 1, obj->block.data, ctx->one,
7688                                         opt, NULL, NULL);
7689         isl_basic_map_free(bmap1);
7690         isl_vec_free(obj);
7691         return res;
7692 error:
7693         isl_basic_map_free(bmap1);
7694         isl_basic_map_free(bmap2);
7695         return isl_lp_error;
7696 }
7697
7698 /* Given two _disjoint_ basic sets bset1 and bset2, check whether
7699  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7700  * in both basic sets, the values of dimension pos in bset1 are
7701  * smaller or larger than those in bset2.
7702  *
7703  * Returns
7704  *       1 if bset1 follows bset2
7705  *      -1 if bset1 precedes bset2
7706  *       0 if bset1 and bset2 are incomparable
7707  *      -2 if some error occurred.
7708  */
7709 int isl_basic_set_compare_at(struct isl_basic_set *bset1,
7710         struct isl_basic_set *bset2, int pos)
7711 {
7712         isl_int opt;
7713         enum isl_lp_result res;
7714         int cmp;
7715
7716         isl_int_init(opt);
7717
7718         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7719
7720         if (res == isl_lp_empty)
7721                 cmp = 0;
7722         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7723                   res == isl_lp_unbounded)
7724                 cmp = 1;
7725         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7726                 cmp = -1;
7727         else
7728                 cmp = -2;
7729
7730         isl_int_clear(opt);
7731         return cmp;
7732 }
7733
7734 /* Given two basic sets bset1 and bset2, check whether
7735  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7736  * there is a value of dimension pos in bset1 that is larger
7737  * than a value of the same dimension in bset2.
7738  *
7739  * Return
7740  *       1 if there exists such a pair
7741  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7742  *      -1 otherwise
7743  *      -2 if some error occurred.
7744  */
7745 int isl_basic_set_follows_at(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
7746         __isl_keep isl_basic_set *bset2, int pos)
7747 {
7748         isl_int opt;
7749         enum isl_lp_result res;
7750         int cmp;
7751
7752         isl_int_init(opt);
7753
7754         res = basic_set_maximal_difference_at(bset1, bset2, pos, &opt);
7755
7756         if (res == isl_lp_empty)
7757                 cmp = -1;
7758         else if ((res == isl_lp_ok && isl_int_is_pos(opt)) ||
7759                   res == isl_lp_unbounded)
7760                 cmp = 1;
7761         else if (res == isl_lp_ok && isl_int_is_neg(opt))
7762                 cmp = -1;
7763         else if (res == isl_lp_ok)
7764                 cmp = 0;
7765         else
7766                 cmp = -2;
7767
7768         isl_int_clear(opt);
7769         return cmp;
7770 }
7771
7772 /* Given two sets set1 and set2, check whether
7773  * for any common value of the parameters and dimensions preceding pos
7774  * there is a value of dimension pos in set1 that is larger
7775  * than a value of the same dimension in set2.
7776  *
7777  * Return
7778  *       1 if there exists such a pair
7779  *       0 if there is no such pair, but there is a pair of equal values
7780  *      -1 otherwise
7781  *      -2 if some error occurred.
7782  */
7783 int isl_set_follows_at(__isl_keep isl_set *set1,
7784         __isl_keep isl_set *set2, int pos)
7785 {
7786         int i, j;
7787         int follows = -1;
7788
7789         if (!set1 || !set2)
7790                 return -2;
7791
7792         for (i = 0; i < set1->n; ++i)
7793                 for (j = 0; j < set2->n; ++j) {
7794                         int f;
7795                         f = isl_basic_set_follows_at(set1->p[i], set2->p[j], pos);
7796                         if (f == 1 || f == -2)
7797                                 return f;
7798                         if (f > follows)
7799                                 follows = f;
7800                 }
7801
7802         return follows;
7803 }
7804
7805 static int isl_basic_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7806         unsigned pos, isl_int *val)
7807 {
7808         int i;
7809         int d;
7810         unsigned total;
7811
7812         if (!bmap)
7813                 return -1;
7814         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
7815         for (i = 0, d = total-1; i < bmap->n_eq && d+1 > pos; ++i) {
7816                 for (; d+1 > pos; --d)
7817                         if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][1+d]))
7818                                 break;
7819                 if (d != pos)
7820                         continue;
7821                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1, d) != -1)
7822                         return 0;
7823                 if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[i]+1+d+1, total-d-1) != -1)
7824                         return 0;
7825                 if (!isl_int_is_one(bmap->eq[i][1+d]))
7826                         return 0;
7827                 if (val)
7828                         isl_int_neg(*val, bmap->eq[i][0]);
7829                 return 1;
7830         }
7831         return 0;
7832 }
7833
7834 static int isl_map_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_map *map,
7835         unsigned pos, isl_int *val)
7836 {
7837         int i;
7838         isl_int v;
7839         isl_int tmp;
7840         int fixed;
7841
7842         if (!map)
7843                 return -1;
7844         if (map->n == 0)
7845                 return 0;
7846         if (map->n == 1)
7847                 return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, val); 
7848         isl_int_init(v);
7849         isl_int_init(tmp);
7850         fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[0], pos, &v); 
7851         for (i = 1; fixed == 1 && i < map->n; ++i) {
7852                 fixed = isl_basic_map_plain_has_fixed_var(map->p[i], pos, &tmp); 
7853                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
7854                         fixed = 0;
7855         }
7856         if (val)
7857                 isl_int_set(*val, v);
7858         isl_int_clear(tmp);
7859         isl_int_clear(v);
7860         return fixed;
7861 }
7862
7863 static int isl_basic_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7864         unsigned pos, isl_int *val)
7865 {
7866         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var((struct isl_basic_map *)bset,
7867                                                 pos, val);
7868 }
7869
7870 static int isl_set_plain_has_fixed_var(__isl_keep isl_set *set, unsigned pos,
7871         isl_int *val)
7872 {
7873         return isl_map_plain_has_fixed_var((struct isl_map *)set, pos, val);
7874 }
7875
7876 int isl_basic_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
7877         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7878 {
7879         if (pos >= isl_basic_map_dim(bmap, type))
7880                 return -1;
7881         return isl_basic_map_plain_has_fixed_var(bmap,
7882                 isl_basic_map_offset(bmap, type) - 1 + pos, val);
7883 }
7884
7885 int isl_map_plain_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7886         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7887 {
7888         if (pos >= isl_map_dim(map, type))
7889                 return -1;
7890         return isl_map_plain_has_fixed_var(map,
7891                 map_offset(map, type) - 1 + pos, val);
7892 }
7893
7894 int isl_set_plain_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7895         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7896 {
7897         return isl_map_plain_is_fixed(set, type, pos, val);
7898 }
7899
7900 int isl_map_fast_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7901         enum isl_dim_type type, unsigned pos, isl_int *val)
7902 {
7903         return isl_map_plain_is_fixed(map, type, pos, val);
7904 }
7905
7906 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7907  * then return this fixed value in *val.
7908  */
7909 int isl_basic_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_basic_set *bset,
7910         unsigned dim, isl_int *val)
7911 {
7912         return isl_basic_set_plain_has_fixed_var(bset,
7913                                         isl_basic_set_n_param(bset) + dim, val);
7914 }
7915
7916 /* Check if dimension dim has fixed value and if so and if val is not NULL,
7917  * then return this fixed value in *val.
7918  */
7919 int isl_set_plain_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7920         unsigned dim, isl_int *val)
7921 {
7922         return isl_set_plain_has_fixed_var(set, isl_set_n_param(set) + dim, val);
7923 }
7924
7925 int isl_set_fast_dim_is_fixed(__isl_keep isl_set *set,
7926         unsigned dim, isl_int *val)
7927 {
7928         return isl_set_plain_dim_is_fixed(set, dim, val);
7929 }
7930
7931 /* Check if input variable in has fixed value and if so and if val is not NULL,
7932  * then return this fixed value in *val.
7933  */
7934 int isl_map_plain_input_is_fixed(__isl_keep isl_map *map,
7935         unsigned in, isl_int *val)
7936 {
7937         return isl_map_plain_has_fixed_var(map, isl_map_n_param(map) + in, val);
7938 }
7939
7940 /* Check if dimension dim has an (obvious) fixed lower bound and if so
7941  * and if val is not NULL, then return this lower bound in *val.
7942  */
7943 int isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(
7944         __isl_keep isl_basic_set *bset, unsigned dim, isl_int *val)
7945 {
7946         int i, i_eq = -1, i_ineq = -1;
7947         isl_int *c;
7948         unsigned total;
7949         unsigned nparam;
7950
7951         if (!bset)
7952                 return -1;
7953         total = isl_basic_set_total_dim(bset);
7954         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
7955         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
7956                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1+nparam+dim]))
7957                         continue;
7958                 if (i_eq != -1)
7959                         return 0;
7960                 i_eq = i;
7961         }
7962         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
7963                 if (!isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1+nparam+dim]))
7964                         continue;
7965                 if (i_eq != -1 || i_ineq != -1)
7966                         return 0;
7967                 i_ineq = i;
7968         }
7969         if (i_eq == -1 && i_ineq == -1)
7970                 return 0;
7971         c = i_eq != -1 ? bset->eq[i_eq] : bset->ineq[i_ineq];
7972         /* The coefficient should always be one due to normalization. */
7973         if (!isl_int_is_one(c[1+nparam+dim]))
7974                 return 0;
7975         if (isl_seq_first_non_zero(c+1, nparam+dim) != -1)
7976                 return 0;
7977         if (isl_seq_first_non_zero(c+1+nparam+dim+1,
7978                                         total - nparam - dim - 1) != -1)
7979                 return 0;
7980         if (val)
7981                 isl_int_neg(*val, c[0]);
7982         return 1;
7983 }
7984
7985 int isl_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
7986         unsigned dim, isl_int *val)
7987 {
7988         int i;
7989         isl_int v;
7990         isl_int tmp;
7991         int fixed;
7992
7993         if (!set)
7994                 return -1;
7995         if (set->n == 0)
7996                 return 0;
7997         if (set->n == 1)
7998                 return isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
7999                                                                 dim, val);
8000         isl_int_init(v);
8001         isl_int_init(tmp);
8002         fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[0],
8003                                                                 dim, &v);
8004         for (i = 1; fixed == 1 && i < set->n; ++i) {
8005                 fixed = isl_basic_set_plain_dim_has_fixed_lower_bound(set->p[i],
8006                                                                 dim, &tmp);
8007                 if (fixed == 1 && isl_int_ne(tmp, v))
8008                         fixed = 0;
8009         }
8010         if (val)
8011                 isl_int_set(*val, v);
8012         isl_int_clear(tmp);
8013         isl_int_clear(v);
8014         return fixed;
8015 }
8016
8017 struct constraint {
8018         unsigned        size;
8019         isl_int         *c;
8020 };
8021
8022 /* uset_gist depends on constraints without existentially quantified
8023  * variables sorting first.
8024  */
8025 static int qsort_constraint_cmp(const void *p1, const void *p2)
8026 {
8027         const struct constraint *c1 = (const struct constraint *)p1;
8028         const struct constraint *c2 = (const struct constraint *)p2;
8029         int l1, l2;
8030         unsigned size = isl_min(c1->size, c2->size);
8031
8032         l1 = isl_seq_last_non_zero(c1->c, size);
8033         l2 = isl_seq_last_non_zero(c2->c, size);
8034
8035         if (l1 != l2)
8036                 return l1 - l2;
8037
8038         return isl_seq_cmp(c1->c, c2->c, size);
8039 }
8040
8041 static struct isl_basic_map *isl_basic_map_sort_constraints(
8042         struct isl_basic_map *bmap)
8043 {
8044         int i;
8045         struct constraint *c;
8046         unsigned total;
8047
8048         if (!bmap)
8049                 return NULL;
8050         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8051         c = isl_alloc_array(bmap->ctx, struct constraint, bmap->n_ineq);
8052         if (!c)
8053                 goto error;
8054         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8055                 c[i].size = total;
8056                 c[i].c = bmap->ineq[i];
8057         }
8058         qsort(c, bmap->n_ineq, sizeof(struct constraint), qsort_constraint_cmp);
8059         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
8060                 bmap->ineq[i] = c[i].c;
8061         free(c);
8062         return bmap;
8063 error:
8064         isl_basic_map_free(bmap);
8065         return NULL;
8066 }
8067
8068 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_sort_constraints(
8069         __isl_take isl_basic_set *bset)
8070 {
8071         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_sort_constraints(
8072                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8073 }
8074
8075 struct isl_basic_map *isl_basic_map_normalize(struct isl_basic_map *bmap)
8076 {
8077         if (!bmap)
8078                 return NULL;
8079         if (ISL_F_ISSET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED))
8080                 return bmap;
8081         bmap = isl_basic_map_remove_redundancies(bmap);
8082         bmap = isl_basic_map_sort_constraints(bmap);
8083         ISL_F_SET(bmap, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
8084         return bmap;
8085 }
8086
8087 struct isl_basic_set *isl_basic_set_normalize(struct isl_basic_set *bset)
8088 {
8089         return (struct isl_basic_set *)isl_basic_map_normalize(
8090                                                 (struct isl_basic_map *)bset);
8091 }
8092
8093 int isl_basic_map_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8094         const __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8095 {
8096         int i, cmp;
8097         unsigned total;
8098
8099         if (bmap1 == bmap2)
8100                 return 0;
8101         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) !=
8102             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL))
8103                 return ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_RATIONAL) ? -1 : 1;
8104         if (isl_basic_map_n_param(bmap1) != isl_basic_map_n_param(bmap2))
8105                 return isl_basic_map_n_param(bmap1) - isl_basic_map_n_param(bmap2);
8106         if (isl_basic_map_n_in(bmap1) != isl_basic_map_n_in(bmap2))
8107                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8108         if (isl_basic_map_n_out(bmap1) != isl_basic_map_n_out(bmap2))
8109                 return isl_basic_map_n_out(bmap1) - isl_basic_map_n_out(bmap2);
8110         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY) &&
8111             ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8112                 return 0;
8113         if (ISL_F_ISSET(bmap1, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8114                 return 1;
8115         if (ISL_F_ISSET(bmap2, ISL_BASIC_MAP_EMPTY))
8116                 return -1;
8117         if (bmap1->n_eq != bmap2->n_eq)
8118                 return bmap1->n_eq - bmap2->n_eq;
8119         if (bmap1->n_ineq != bmap2->n_ineq)
8120                 return bmap1->n_ineq - bmap2->n_ineq;
8121         if (bmap1->n_div != bmap2->n_div)
8122                 return bmap1->n_div - bmap2->n_div;
8123         total = isl_basic_map_total_dim(bmap1);
8124         for (i = 0; i < bmap1->n_eq; ++i) {
8125                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->eq[i], bmap2->eq[i], 1+total);
8126                 if (cmp)
8127                         return cmp;
8128         }
8129         for (i = 0; i < bmap1->n_ineq; ++i) {
8130                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->ineq[i], bmap2->ineq[i], 1+total);
8131                 if (cmp)
8132                         return cmp;
8133         }
8134         for (i = 0; i < bmap1->n_div; ++i) {
8135                 cmp = isl_seq_cmp(bmap1->div[i], bmap2->div[i], 1+1+total);
8136                 if (cmp)
8137                         return cmp;
8138         }
8139         return 0;
8140 }
8141
8142 int isl_basic_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_basic_set *bset1,
8143         const __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8144 {
8145         return isl_basic_map_plain_cmp(bset1, bset2);
8146 }
8147
8148 int isl_set_plain_cmp(const __isl_keep isl_set *set1,
8149         const __isl_keep isl_set *set2)
8150 {
8151         int i, cmp;
8152
8153         if (set1 == set2)
8154                 return 0;
8155         if (set1->n != set2->n)
8156                 return set1->n - set2->n;
8157
8158         for (i = 0; i < set1->n; ++i) {
8159                 cmp = isl_basic_set_plain_cmp(set1->p[i], set2->p[i]);
8160                 if (cmp)
8161                         return cmp;
8162         }
8163
8164         return 0;
8165 }
8166
8167 int isl_basic_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_map *bmap1,
8168         __isl_keep isl_basic_map *bmap2)
8169 {
8170         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2) == 0;
8171 }
8172
8173 int isl_basic_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_basic_set *bset1,
8174         __isl_keep isl_basic_set *bset2)
8175 {
8176         return isl_basic_map_plain_is_equal((isl_basic_map *)bset1,
8177                                             (isl_basic_map *)bset2);
8178 }
8179
8180 static int qsort_bmap_cmp(const void *p1, const void *p2)
8181 {
8182         const struct isl_basic_map *bmap1 = *(const struct isl_basic_map **)p1;
8183         const struct isl_basic_map *bmap2 = *(const struct isl_basic_map **)p2;
8184
8185         return isl_basic_map_plain_cmp(bmap1, bmap2);
8186 }
8187
8188 /* We normalize in place, but if anything goes wrong we need
8189  * to return NULL, so we need to make sure we don't change the
8190  * meaning of any possible other copies of map.
8191  */
8192 struct isl_map *isl_map_normalize(struct isl_map *map)
8193 {
8194         int i, j;
8195         struct isl_basic_map *bmap;
8196
8197         if (!map)
8198                 return NULL;
8199         if (ISL_F_ISSET(map, ISL_MAP_NORMALIZED))
8200                 return map;
8201         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8202                 bmap = isl_basic_map_normalize(isl_basic_map_copy(map->p[i]));
8203                 if (!bmap)
8204                         goto error;
8205                 isl_basic_map_free(map->p[i]);
8206                 map->p[i] = bmap;
8207         }
8208         qsort(map->p, map->n, sizeof(struct isl_basic_map *), qsort_bmap_cmp);
8209         ISL_F_SET(map, ISL_MAP_NORMALIZED);
8210         map = isl_map_remove_empty_parts(map);
8211         if (!map)
8212                 return NULL;
8213         for (i = map->n - 1; i >= 1; --i) {
8214                 if (!isl_basic_map_plain_is_equal(map->p[i-1], map->p[i]))
8215                         continue;
8216                 isl_basic_map_free(map->p[i-1]);
8217                 for (j = i; j < map->n; ++j)
8218                         map->p[j-1] = map->p[j];
8219                 map->n--;
8220         }
8221         return map;
8222 error:
8223         isl_map_free(map);
8224         return NULL;
8225
8226 }
8227
8228 struct isl_set *isl_set_normalize(struct isl_set *set)
8229 {
8230         return (struct isl_set *)isl_map_normalize((struct isl_map *)set);
8231 }
8232
8233 int isl_map_plain_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8234 {
8235         int i;
8236         int equal;
8237
8238         if (!map1 || !map2)
8239                 return -1;
8240
8241         if (map1 == map2)
8242                 return 1;
8243         if (!isl_space_is_equal(map1->dim, map2->dim))
8244                 return 0;
8245
8246         map1 = isl_map_copy(map1);
8247         map2 = isl_map_copy(map2);
8248         map1 = isl_map_normalize(map1);
8249         map2 = isl_map_normalize(map2);
8250         if (!map1 || !map2)
8251                 goto error;
8252         equal = map1->n == map2->n;
8253         for (i = 0; equal && i < map1->n; ++i) {
8254                 equal = isl_basic_map_plain_is_equal(map1->p[i], map2->p[i]);
8255                 if (equal < 0)
8256                         goto error;
8257         }
8258         isl_map_free(map1);
8259         isl_map_free(map2);
8260         return equal;
8261 error:
8262         isl_map_free(map1);
8263         isl_map_free(map2);
8264         return -1;
8265 }
8266
8267 int isl_map_fast_is_equal(__isl_keep isl_map *map1, __isl_keep isl_map *map2)
8268 {
8269         return isl_map_plain_is_equal(map1, map2);
8270 }
8271
8272 int isl_set_plain_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8273 {
8274         return isl_map_plain_is_equal((struct isl_map *)set1,
8275                                                 (struct isl_map *)set2);
8276 }
8277
8278 int isl_set_fast_is_equal(__isl_keep isl_set *set1, __isl_keep isl_set *set2)
8279 {
8280         return isl_set_plain_is_equal(set1, set2);
8281 }
8282
8283 /* Return an interval that ranges from min to max (inclusive)
8284  */
8285 struct isl_basic_set *isl_basic_set_interval(struct isl_ctx *ctx,
8286         isl_int min, isl_int max)
8287 {
8288         int k;
8289         struct isl_basic_set *bset = NULL;
8290
8291         bset = isl_basic_set_alloc(ctx, 0, 1, 0, 0, 2);
8292         if (!bset)
8293                 goto error;
8294
8295         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8296         if (k < 0)
8297                 goto error;
8298         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], 1);
8299         isl_int_neg(bset->ineq[k][0], min);
8300
8301         k = isl_basic_set_alloc_inequality(bset);
8302         if (k < 0)
8303                 goto error;
8304         isl_int_set_si(bset->ineq[k][1], -1);
8305         isl_int_set(bset->ineq[k][0], max);
8306
8307         return bset;
8308 error:
8309         isl_basic_set_free(bset);
8310         return NULL;
8311 }
8312
8313 /* Return the Cartesian product of the basic sets in list (in the given order).
8314  */
8315 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_list_product(
8316         __isl_take struct isl_basic_set_list *list)
8317 {
8318         int i;
8319         unsigned dim;
8320         unsigned nparam;
8321         unsigned extra;
8322         unsigned n_eq;
8323         unsigned n_ineq;
8324         struct isl_basic_set *product = NULL;
8325
8326         if (!list)
8327                 goto error;
8328         isl_assert(list->ctx, list->n > 0, goto error);
8329         isl_assert(list->ctx, list->p[0], goto error);
8330         nparam = isl_basic_set_n_param(list->p[0]);
8331         dim = isl_basic_set_n_dim(list->p[0]);
8332         extra = list->p[0]->n_div;
8333         n_eq = list->p[0]->n_eq;
8334         n_ineq = list->p[0]->n_ineq;
8335         for (i = 1; i < list->n; ++i) {
8336                 isl_assert(list->ctx, list->p[i], goto error);
8337                 isl_assert(list->ctx,
8338                     nparam == isl_basic_set_n_param(list->p[i]), goto error);
8339                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8340                 extra += list->p[i]->n_div;
8341                 n_eq += list->p[i]->n_eq;
8342                 n_ineq += list->p[i]->n_ineq;
8343         }
8344         product = isl_basic_set_alloc(list->ctx, nparam, dim, extra,
8345                                         n_eq, n_ineq);
8346         if (!product)
8347                 goto error;
8348         dim = 0;
8349         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
8350                 isl_basic_set_add_constraints(product,
8351                                         isl_basic_set_copy(list->p[i]), dim);
8352                 dim += isl_basic_set_n_dim(list->p[i]);
8353         }
8354         isl_basic_set_list_free(list);
8355         return product;
8356 error:
8357         isl_basic_set_free(product);
8358         isl_basic_set_list_free(list);
8359         return NULL;
8360 }
8361
8362 struct isl_basic_map *isl_basic_map_product(
8363                 struct isl_basic_map *bmap1, struct isl_basic_map *bmap2)
8364 {
8365         isl_space *dim_result = NULL;
8366         struct isl_basic_map *bmap;
8367         unsigned in1, in2, out1, out2, nparam, total, pos;
8368         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8369
8370         if (!bmap1 || !bmap2)
8371                 goto error;
8372
8373         isl_assert(bmap1->ctx, isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8374                                      bmap2->dim, isl_dim_param), goto error);
8375         dim_result = isl_space_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8376                                                    isl_space_copy(bmap2->dim));
8377
8378         in1 = isl_basic_map_n_in(bmap1);
8379         in2 = isl_basic_map_n_in(bmap2);
8380         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8381         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8382         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8383
8384         total = nparam + in1 + in2 + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8385         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8386         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8387         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8388         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8389         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8390         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8391         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8392         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8393         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8394         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8395
8396         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8397                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8398                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8399                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8400         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8401         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8402         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8403         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8404 error:
8405         isl_basic_map_free(bmap1);
8406         isl_basic_map_free(bmap2);
8407         return NULL;
8408 }
8409
8410 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_product(
8411         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8412 {
8413         isl_basic_map *prod;
8414
8415         prod = isl_basic_map_product(bmap1, bmap2);
8416         prod = isl_basic_map_flatten(prod);
8417         return prod;
8418 }
8419
8420 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flat_product(
8421         __isl_take isl_basic_set *bset1, __isl_take isl_basic_set *bset2)
8422 {
8423         return isl_basic_map_flat_range_product(bset1, bset2);
8424 }
8425
8426 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_domain_product(
8427         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8428 {
8429         isl_space *space_result = NULL;
8430         isl_basic_map *bmap;
8431         unsigned in1, in2, out, nparam, total, pos;
8432         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8433
8434         if (!bmap1 || !bmap2)
8435                 goto error;
8436
8437         space_result = isl_space_domain_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8438                                                 isl_space_copy(bmap2->dim));
8439
8440         in1 = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8441         in2 = isl_basic_map_dim(bmap2, isl_dim_in);
8442         out = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_out);
8443         nparam = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_param);
8444
8445         total = nparam + in1 + in2 + out + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8446         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8447         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8448         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8449         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8450         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8451         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos += in1);
8452         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in2);
8453         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos);
8454         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out);
8455         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8456
8457         bmap = isl_basic_map_alloc_space(space_result,
8458                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8459                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8460                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8461         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8462         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8463         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8464         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8465 error:
8466         isl_basic_map_free(bmap1);
8467         isl_basic_map_free(bmap2);
8468         return NULL;
8469 }
8470
8471 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_range_product(
8472         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8473 {
8474         isl_space *dim_result = NULL;
8475         isl_basic_map *bmap;
8476         unsigned in, out1, out2, nparam, total, pos;
8477         struct isl_dim_map *dim_map1, *dim_map2;
8478
8479         if (!bmap1 || !bmap2)
8480                 goto error;
8481
8482         if (!isl_space_match(bmap1->dim, isl_dim_param,
8483                             bmap2->dim, isl_dim_param))
8484                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap1), isl_error_invalid,
8485                         "parameters don't match", goto error);
8486
8487         dim_result = isl_space_range_product(isl_space_copy(bmap1->dim),
8488                                            isl_space_copy(bmap2->dim));
8489
8490         in = isl_basic_map_dim(bmap1, isl_dim_in);
8491         out1 = isl_basic_map_n_out(bmap1);
8492         out2 = isl_basic_map_n_out(bmap2);
8493         nparam = isl_basic_map_n_param(bmap1);
8494
8495         total = nparam + in + out1 + out2 + bmap1->n_div + bmap2->n_div;
8496         dim_map1 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8497         dim_map2 = isl_dim_map_alloc(bmap1->ctx, total);
8498         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8499         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_param, pos = 0);
8500         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_in, pos += nparam);
8501         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_in, pos);
8502         isl_dim_map_dim(dim_map1, bmap1->dim, isl_dim_out, pos += in);
8503         isl_dim_map_dim(dim_map2, bmap2->dim, isl_dim_out, pos += out1);
8504         isl_dim_map_div(dim_map1, bmap1, pos += out2);
8505         isl_dim_map_div(dim_map2, bmap2, pos += bmap1->n_div);
8506
8507         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim_result,
8508                         bmap1->n_div + bmap2->n_div,
8509                         bmap1->n_eq + bmap2->n_eq,
8510                         bmap1->n_ineq + bmap2->n_ineq);
8511         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap1, dim_map1);
8512         bmap = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(bmap, bmap2, dim_map2);
8513         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8514         return isl_basic_map_finalize(bmap);
8515 error:
8516         isl_basic_map_free(bmap1);
8517         isl_basic_map_free(bmap2);
8518         return NULL;
8519 }
8520
8521 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flat_range_product(
8522         __isl_take isl_basic_map *bmap1, __isl_take isl_basic_map *bmap2)
8523 {
8524         isl_basic_map *prod;
8525
8526         prod = isl_basic_map_range_product(bmap1, bmap2);
8527         prod = isl_basic_map_flatten_range(prod);
8528         return prod;
8529 }
8530
8531 static __isl_give isl_map *map_product(__isl_take isl_map *map1,
8532         __isl_take isl_map *map2,
8533         __isl_give isl_space *(*dim_product)(__isl_take isl_space *left,
8534                                            __isl_take isl_space *right),
8535         __isl_give isl_basic_map *(*basic_map_product)(
8536                 __isl_take isl_basic_map *left, __isl_take isl_basic_map *right))
8537 {
8538         unsigned flags = 0;
8539         struct isl_map *result;
8540         int i, j;
8541
8542         if (!map1 || !map2)
8543                 goto error;
8544
8545         isl_assert(map1->ctx, isl_space_match(map1->dim, isl_dim_param,
8546                                          map2->dim, isl_dim_param), goto error);
8547
8548         if (ISL_F_ISSET(map1, ISL_MAP_DISJOINT) &&
8549             ISL_F_ISSET(map2, ISL_MAP_DISJOINT))
8550                 ISL_FL_SET(flags, ISL_MAP_DISJOINT);
8551
8552         result = isl_map_alloc_space(dim_product(isl_space_copy(map1->dim),
8553                                                isl_space_copy(map2->dim)),
8554                                 map1->n * map2->n, flags);
8555         if (!result)
8556                 goto error;
8557         for (i = 0; i < map1->n; ++i)
8558                 for (j = 0; j < map2->n; ++j) {
8559                         struct isl_basic_map *part;
8560                         part = basic_map_product(isl_basic_map_copy(map1->p[i]),
8561                                                  isl_basic_map_copy(map2->p[j]));
8562                         if (isl_basic_map_is_empty(part))
8563                                 isl_basic_map_free(part);
8564                         else
8565                                 result = isl_map_add_basic_map(result, part);
8566                         if (!result)
8567                                 goto error;
8568                 }
8569         isl_map_free(map1);
8570         isl_map_free(map2);
8571         return result;
8572 error:
8573         isl_map_free(map1);
8574         isl_map_free(map2);
8575         return NULL;
8576 }
8577
8578 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> [B -> D]
8579  */
8580 static __isl_give isl_map *map_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8581         __isl_take isl_map *map2)
8582 {
8583         return map_product(map1, map2, &isl_space_product, &isl_basic_map_product);
8584 }
8585
8586 __isl_give isl_map *isl_map_product(__isl_take isl_map *map1,
8587         __isl_take isl_map *map2)
8588 {
8589         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2, &map_product_aligned);
8590 }
8591
8592 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B, D)
8593  */
8594 __isl_give isl_map *isl_map_flat_product(__isl_take isl_map *map1,
8595         __isl_take isl_map *map2)
8596 {
8597         isl_map *prod;
8598
8599         prod = isl_map_product(map1, map2);
8600         prod = isl_map_flatten(prod);
8601         return prod;
8602 }
8603
8604 /* Given two set A and B, construct its Cartesian product A x B.
8605  */
8606 struct isl_set *isl_set_product(struct isl_set *set1, struct isl_set *set2)
8607 {
8608         return isl_map_range_product(set1, set2);
8609 }
8610
8611 __isl_give isl_set *isl_set_flat_product(__isl_take isl_set *set1,
8612         __isl_take isl_set *set2)
8613 {
8614         return isl_map_flat_range_product(set1, set2);
8615 }
8616
8617 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map [A -> C] -> (B * D)
8618  */
8619 static __isl_give isl_map *map_domain_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8620         __isl_take isl_map *map2)
8621 {
8622         return map_product(map1, map2, &isl_space_domain_product,
8623                                 &isl_basic_map_domain_product);
8624 }
8625
8626 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> [B -> D]
8627  */
8628 static __isl_give isl_map *map_range_product_aligned(__isl_take isl_map *map1,
8629         __isl_take isl_map *map2)
8630 {
8631         return map_product(map1, map2, &isl_space_range_product,
8632                                 &isl_basic_map_range_product);
8633 }
8634
8635 __isl_give isl_map *isl_map_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8636         __isl_take isl_map *map2)
8637 {
8638         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8639                                                 &map_domain_product_aligned);
8640 }
8641
8642 __isl_give isl_map *isl_map_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8643         __isl_take isl_map *map2)
8644 {
8645         return isl_map_align_params_map_map_and(map1, map2,
8646                                                 &map_range_product_aligned);
8647 }
8648
8649 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A, C) -> (B * D)
8650  */
8651 __isl_give isl_map *isl_map_flat_domain_product(__isl_take isl_map *map1,
8652         __isl_take isl_map *map2)
8653 {
8654         isl_map *prod;
8655
8656         prod = isl_map_domain_product(map1, map2);
8657         prod = isl_map_flatten_domain(prod);
8658         return prod;
8659 }
8660
8661 /* Given two maps A -> B and C -> D, construct a map (A * C) -> (B, D)
8662  */
8663 __isl_give isl_map *isl_map_flat_range_product(__isl_take isl_map *map1,
8664         __isl_take isl_map *map2)
8665 {
8666         isl_map *prod;
8667
8668         prod = isl_map_range_product(map1, map2);
8669         prod = isl_map_flatten_range(prod);
8670         return prod;
8671 }
8672
8673 uint32_t isl_basic_map_get_hash(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
8674 {
8675         int i;
8676         uint32_t hash = isl_hash_init();
8677         unsigned total;
8678
8679         if (!bmap)
8680                 return 0;
8681         bmap = isl_basic_map_copy(bmap);
8682         bmap = isl_basic_map_normalize(bmap);
8683         if (!bmap)
8684                 return 0;
8685         total = isl_basic_map_total_dim(bmap);
8686         isl_hash_byte(hash, bmap->n_eq & 0xFF);
8687         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i) {
8688                 uint32_t c_hash;
8689                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->eq[i], 1 + total);
8690                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8691         }
8692         isl_hash_byte(hash, bmap->n_ineq & 0xFF);
8693         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8694                 uint32_t c_hash;
8695                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->ineq[i], 1 + total);
8696                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8697         }
8698         isl_hash_byte(hash, bmap->n_div & 0xFF);
8699         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8700                 uint32_t c_hash;
8701                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8702                         continue;
8703                 isl_hash_byte(hash, i & 0xFF);
8704                 c_hash = isl_seq_get_hash(bmap->div[i], 1 + 1 + total);
8705                 isl_hash_hash(hash, c_hash);
8706         }
8707         isl_basic_map_free(bmap);
8708         return hash;
8709 }
8710
8711 uint32_t isl_basic_set_get_hash(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8712 {
8713         return isl_basic_map_get_hash((isl_basic_map *)bset);
8714 }
8715
8716 uint32_t isl_map_get_hash(__isl_keep isl_map *map)
8717 {
8718         int i;
8719         uint32_t hash;
8720
8721         if (!map)
8722                 return 0;
8723         map = isl_map_copy(map);
8724         map = isl_map_normalize(map);
8725         if (!map)
8726                 return 0;
8727
8728         hash = isl_hash_init();
8729         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
8730                 uint32_t bmap_hash;
8731                 bmap_hash = isl_basic_map_get_hash(map->p[i]);
8732                 isl_hash_hash(hash, bmap_hash);
8733         }
8734                 
8735         isl_map_free(map);
8736
8737         return hash;
8738 }
8739
8740 uint32_t isl_set_get_hash(__isl_keep isl_set *set)
8741 {
8742         return isl_map_get_hash((isl_map *)set);
8743 }
8744
8745 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8746  * by the values of the other parameters and variables.
8747  * That is, check if dimension dim is involved in an equality.
8748  */
8749 int isl_basic_set_dim_is_unique(struct isl_basic_set *bset, unsigned dim)
8750 {
8751         int i;
8752         unsigned nparam;
8753
8754         if (!bset)
8755                 return -1;
8756         nparam = isl_basic_set_n_param(bset);
8757         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i)
8758                 if (!isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + nparam + dim]))
8759                         return 1;
8760         return 0;
8761 }
8762
8763 /* Check if the value for dimension dim is completely determined
8764  * by the values of the other parameters and variables.
8765  * That is, check if dimension dim is involved in an equality
8766  * for each of the subsets.
8767  */
8768 int isl_set_dim_is_unique(struct isl_set *set, unsigned dim)
8769 {
8770         int i;
8771
8772         if (!set)
8773                 return -1;
8774         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8775                 int unique;
8776                 unique = isl_basic_set_dim_is_unique(set->p[i], dim);
8777                 if (unique != 1)
8778                         return unique;
8779         }
8780         return 1;
8781 }
8782
8783 int isl_set_n_basic_set(__isl_keep isl_set *set)
8784 {
8785         return set ? set->n : 0;
8786 }
8787
8788 int isl_map_foreach_basic_map(__isl_keep isl_map *map,
8789         int (*fn)(__isl_take isl_basic_map *bmap, void *user), void *user)
8790 {
8791         int i;
8792
8793         if (!map)
8794                 return -1;
8795
8796         for (i = 0; i < map->n; ++i)
8797                 if (fn(isl_basic_map_copy(map->p[i]), user) < 0)
8798                         return -1;
8799
8800         return 0;
8801 }
8802
8803 int isl_set_foreach_basic_set(__isl_keep isl_set *set,
8804         int (*fn)(__isl_take isl_basic_set *bset, void *user), void *user)
8805 {
8806         int i;
8807
8808         if (!set)
8809                 return -1;
8810
8811         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8812                 if (fn(isl_basic_set_copy(set->p[i]), user) < 0)
8813                         return -1;
8814
8815         return 0;
8816 }
8817
8818 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_lift(__isl_take isl_basic_set *bset)
8819 {
8820         isl_space *dim;
8821
8822         if (!bset)
8823                 return NULL;
8824
8825         bset = isl_basic_set_cow(bset);
8826         if (!bset)
8827                 return NULL;
8828
8829         dim = isl_basic_set_get_space(bset);
8830         dim = isl_space_lift(dim, bset->n_div);
8831         if (!dim)
8832                 goto error;
8833         isl_space_free(bset->dim);
8834         bset->dim = dim;
8835         bset->extra -= bset->n_div;
8836         bset->n_div = 0;
8837
8838         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
8839
8840         return bset;
8841 error:
8842         isl_basic_set_free(bset);
8843         return NULL;
8844 }
8845
8846 __isl_give isl_set *isl_set_lift(__isl_take isl_set *set)
8847 {
8848         int i;
8849         isl_space *dim;
8850         unsigned n_div;
8851
8852         set = isl_set_align_divs(set);
8853
8854         if (!set)
8855                 return NULL;
8856
8857         set = isl_set_cow(set);
8858         if (!set)
8859                 return NULL;
8860
8861         n_div = set->p[0]->n_div;
8862         dim = isl_set_get_space(set);
8863         dim = isl_space_lift(dim, n_div);
8864         if (!dim)
8865                 goto error;
8866         isl_space_free(set->dim);
8867         set->dim = dim;
8868
8869         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
8870                 set->p[i] = isl_basic_set_lift(set->p[i]);
8871                 if (!set->p[i])
8872                         goto error;
8873         }
8874
8875         return set;
8876 error:
8877         isl_set_free(set);
8878         return NULL;
8879 }
8880
8881 __isl_give isl_map *isl_set_lifting(__isl_take isl_set *set)
8882 {
8883         isl_space *dim;
8884         struct isl_basic_map *bmap;
8885         unsigned n_set;
8886         unsigned n_div;
8887         unsigned n_param;
8888         unsigned total;
8889         int i, k, l;
8890
8891         set = isl_set_align_divs(set);
8892
8893         if (!set)
8894                 return NULL;
8895
8896         dim = isl_set_get_space(set);
8897         if (set->n == 0 || set->p[0]->n_div == 0) {
8898                 isl_set_free(set);
8899                 return isl_map_identity(isl_space_map_from_set(dim));
8900         }
8901
8902         n_div = set->p[0]->n_div;
8903         dim = isl_space_map_from_set(dim);
8904         n_param = isl_space_dim(dim, isl_dim_param);
8905         n_set = isl_space_dim(dim, isl_dim_in);
8906         dim = isl_space_extend(dim, n_param, n_set, n_set + n_div);
8907         bmap = isl_basic_map_alloc_space(dim, 0, n_set, 2 * n_div);
8908         for (i = 0; i < n_set; ++i)
8909                 bmap = var_equal(bmap, i);
8910
8911         total = n_param + n_set + n_set + n_div;
8912         for (i = 0; i < n_div; ++i) {
8913                 k = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8914                 if (k < 0)
8915                         goto error;
8916                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k], set->p[0]->div[i]+1, 1+n_param);
8917                 isl_seq_clr(bmap->ineq[k]+1+n_param, n_set);
8918                 isl_seq_cpy(bmap->ineq[k]+1+n_param+n_set,
8919                             set->p[0]->div[i]+1+1+n_param, n_set + n_div);
8920                 isl_int_neg(bmap->ineq[k][1+n_param+n_set+n_set+i],
8921                             set->p[0]->div[i][0]);
8922
8923                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
8924                 if (l < 0)
8925                         goto error;
8926                 isl_seq_neg(bmap->ineq[l], bmap->ineq[k], 1 + total);
8927                 isl_int_add(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0],
8928                             set->p[0]->div[i][0]);
8929                 isl_int_sub_ui(bmap->ineq[l][0], bmap->ineq[l][0], 1);
8930         }
8931
8932         isl_set_free(set);
8933         bmap = isl_basic_map_simplify(bmap);
8934         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
8935         return isl_map_from_basic_map(bmap);
8936 error:
8937         isl_set_free(set);
8938         isl_basic_map_free(bmap);
8939         return NULL;
8940 }
8941
8942 int isl_basic_set_size(__isl_keep isl_basic_set *bset)
8943 {
8944         unsigned dim;
8945         int size = 0;
8946
8947         if (!bset)
8948                 return -1;
8949
8950         dim = isl_basic_set_total_dim(bset);
8951         size += bset->n_eq * (1 + dim);
8952         size += bset->n_ineq * (1 + dim);
8953         size += bset->n_div * (2 + dim);
8954
8955         return size;
8956 }
8957
8958 int isl_set_size(__isl_keep isl_set *set)
8959 {
8960         int i;
8961         int size = 0;
8962
8963         if (!set)
8964                 return -1;
8965
8966         for (i = 0; i < set->n; ++i)
8967                 size += isl_basic_set_size(set->p[i]);
8968
8969         return size;
8970 }
8971
8972 /* Check if there is any lower bound (if lower == 0) and/or upper
8973  * bound (if upper == 0) on the specified dim.
8974  */
8975 static int basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
8976         enum isl_dim_type type, unsigned pos, int lower, int upper)
8977 {
8978         int i;
8979
8980         if (!bmap)
8981                 return -1;
8982
8983         isl_assert(bmap->ctx, pos < isl_basic_map_dim(bmap, type), return -1);
8984
8985         pos += isl_basic_map_offset(bmap, type);
8986
8987         for (i = 0; i < bmap->n_div; ++i) {
8988                 if (isl_int_is_zero(bmap->div[i][0]))
8989                         continue;
8990                 if (!isl_int_is_zero(bmap->div[i][1 + pos]))
8991                         return 1;
8992         }
8993
8994         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
8995                 if (!isl_int_is_zero(bmap->eq[i][pos]))
8996                         return 1;
8997
8998         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i) {
8999                 int sgn = isl_int_sgn(bmap->ineq[i][pos]);
9000                 if (sgn > 0)
9001                         lower = 1;
9002                 if (sgn < 0)
9003                         upper = 1;
9004         }
9005
9006         return lower && upper;
9007 }
9008
9009 int isl_basic_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9010         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9011 {
9012         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 0);
9013 }
9014
9015 int isl_basic_map_dim_has_lower_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9016         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9017 {
9018         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 0, 1);
9019 }
9020
9021 int isl_basic_map_dim_has_upper_bound(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9022         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9023 {
9024         return basic_map_dim_is_bounded(bmap, type, pos, 1, 0);
9025 }
9026
9027 int isl_map_dim_is_bounded(__isl_keep isl_map *map,
9028         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9029 {
9030         int i;
9031
9032         if (!map)
9033                 return -1;
9034
9035         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9036                 int bounded;
9037                 bounded = isl_basic_map_dim_is_bounded(map->p[i], type, pos);
9038                 if (bounded < 0 || !bounded)
9039                         return bounded;
9040         }
9041
9042         return 1;
9043 }
9044
9045 /* Return 1 if the specified dim is involved in both an upper bound
9046  * and a lower bound.
9047  */
9048 int isl_set_dim_is_bounded(__isl_keep isl_set *set,
9049         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9050 {
9051         return isl_map_dim_is_bounded((isl_map *)set, type, pos);
9052 }
9053
9054 static int has_any_bound(__isl_keep isl_map *map,
9055         enum isl_dim_type type, unsigned pos,
9056         int (*fn)(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
9057                   enum isl_dim_type type, unsigned pos))
9058 {
9059         int i;
9060
9061         if (!map)
9062                 return -1;
9063
9064         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9065                 int bounded;
9066                 bounded = fn(map->p[i], type, pos);
9067                 if (bounded < 0 || bounded)
9068                         return bounded;
9069         }
9070
9071         return 0;
9072 }
9073
9074 /* Return 1 if the specified dim is involved in any lower bound.
9075  */
9076 int isl_set_dim_has_any_lower_bound(__isl_keep isl_set *set,
9077         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9078 {
9079         return has_any_bound(set, type, pos,
9080                                 &isl_basic_map_dim_has_lower_bound);
9081 }
9082
9083 /* Return 1 if the specified dim is involved in any upper bound.
9084  */
9085 int isl_set_dim_has_any_upper_bound(__isl_keep isl_set *set,
9086         enum isl_dim_type type, unsigned pos)
9087 {
9088         return has_any_bound(set, type, pos,
9089                                 &isl_basic_map_dim_has_upper_bound);
9090 }
9091
9092 /* For each of the "n" variables starting at "first", determine
9093  * the sign of the variable and put the results in the first "n"
9094  * elements of the array "signs".
9095  * Sign
9096  *      1 means that the variable is non-negative
9097  *      -1 means that the variable is non-positive
9098  *      0 means the variable attains both positive and negative values.
9099  */
9100 int isl_basic_set_vars_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9101         unsigned first, unsigned n, int *signs)
9102 {
9103         isl_vec *bound = NULL;
9104         struct isl_tab *tab = NULL;
9105         struct isl_tab_undo *snap;
9106         int i;
9107
9108         if (!bset || !signs)
9109                 return -1;
9110
9111         bound = isl_vec_alloc(bset->ctx, 1 + isl_basic_set_total_dim(bset));
9112         tab = isl_tab_from_basic_set(bset, 0);
9113         if (!bound || !tab)
9114                 goto error;
9115
9116         isl_seq_clr(bound->el, bound->size);
9117         isl_int_set_si(bound->el[0], -1);
9118
9119         snap = isl_tab_snap(tab);
9120         for (i = 0; i < n; ++i) {
9121                 int empty;
9122
9123                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], -1);
9124                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9125                         goto error;
9126                 empty = tab->empty;
9127                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9128                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9129                         goto error;
9130
9131                 if (empty) {
9132                         signs[i] = 1;
9133                         continue;
9134                 }
9135
9136                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 1);
9137                 if (isl_tab_add_ineq(tab, bound->el) < 0)
9138                         goto error;
9139                 empty = tab->empty;
9140                 isl_int_set_si(bound->el[1 + first + i], 0);
9141                 if (isl_tab_rollback(tab, snap) < 0)
9142                         goto error;
9143
9144                 signs[i] = empty ? -1 : 0;
9145         }
9146
9147         isl_tab_free(tab);
9148         isl_vec_free(bound);
9149         return 0;
9150 error:
9151         isl_tab_free(tab);
9152         isl_vec_free(bound);
9153         return -1;
9154 }
9155
9156 int isl_basic_set_dims_get_sign(__isl_keep isl_basic_set *bset,
9157         enum isl_dim_type type, unsigned first, unsigned n, int *signs)
9158 {
9159         if (!bset || !signs)
9160                 return -1;
9161         isl_assert(bset->ctx, first + n <= isl_basic_set_dim(bset, type),
9162                 return -1);
9163
9164         first += pos(bset->dim, type) - 1;
9165         return isl_basic_set_vars_get_sign(bset, first, n, signs);
9166 }
9167
9168 /* Check if the given basic map is obviously single-valued.
9169  * In particular, for each output dimension, check that there is
9170  * an equality that defines the output dimension in terms of
9171  * earlier dimensions.
9172  */
9173 int isl_basic_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9174 {
9175         int i, j;
9176         unsigned total;
9177         unsigned n_out;
9178         unsigned o_out;
9179
9180         if (!bmap)
9181                 return -1;
9182
9183         total = 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap);
9184         n_out = isl_basic_map_dim(bmap, isl_dim_out);
9185         o_out = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
9186
9187         for (i = 0; i < n_out; ++i) {
9188                 for (j = 0; j < bmap->n_eq; ++j) {
9189                         if (isl_int_is_zero(bmap->eq[j][o_out + i]))
9190                                 continue;
9191                         if (isl_seq_first_non_zero(bmap->eq[j] + o_out + i + 1,
9192                                                 total - (o_out + i + 1)) == -1)
9193                                 break;
9194                 }
9195                 if (j >= bmap->n_eq)
9196                         return 0;
9197         }
9198
9199         return 1;
9200 }
9201
9202 /* Check if the given basic map is single-valued.
9203  * We simply compute
9204  *
9205  *      M \circ M^-1
9206  *
9207  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9208  */
9209 int isl_basic_map_is_single_valued(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
9210 {
9211         isl_space *space;
9212         isl_basic_map *test;
9213         isl_basic_map *id;
9214         int sv;
9215
9216         sv = isl_basic_map_plain_is_single_valued(bmap);
9217         if (sv < 0 || sv)
9218                 return sv;
9219
9220         test = isl_basic_map_reverse(isl_basic_map_copy(bmap));
9221         test = isl_basic_map_apply_range(test, isl_basic_map_copy(bmap));
9222
9223         space = isl_basic_map_get_space(bmap);
9224         space = isl_space_map_from_set(isl_space_range(space));
9225         id = isl_basic_map_identity(space);
9226
9227         sv = isl_basic_map_is_subset(test, id);
9228
9229         isl_basic_map_free(test);
9230         isl_basic_map_free(id);
9231
9232         return sv;
9233 }
9234
9235 /* Check if the given map is obviously single-valued.
9236  */
9237 int isl_map_plain_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9238 {
9239         if (!map)
9240                 return -1;
9241         if (map->n == 0)
9242                 return 1;
9243         if (map->n >= 2)
9244                 return 0;
9245
9246         return isl_basic_map_plain_is_single_valued(map->p[0]);
9247 }
9248
9249 /* Check if the given map is single-valued.
9250  * We simply compute
9251  *
9252  *      M \circ M^-1
9253  *
9254  * and check if the result is a subset of the identity mapping.
9255  */
9256 int isl_map_is_single_valued(__isl_keep isl_map *map)
9257 {
9258         isl_space *dim;
9259         isl_map *test;
9260         isl_map *id;
9261         int sv;
9262
9263         sv = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9264         if (sv < 0 || sv)
9265                 return sv;
9266
9267         test = isl_map_reverse(isl_map_copy(map));
9268         test = isl_map_apply_range(test, isl_map_copy(map));
9269
9270         dim = isl_space_map_from_set(isl_space_range(isl_map_get_space(map)));
9271         id = isl_map_identity(dim);
9272
9273         sv = isl_map_is_subset(test, id);
9274
9275         isl_map_free(test);
9276         isl_map_free(id);
9277
9278         return sv;
9279 }
9280
9281 int isl_map_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9282 {
9283         int in;
9284
9285         map = isl_map_copy(map);
9286         map = isl_map_reverse(map);
9287         in = isl_map_is_single_valued(map);
9288         isl_map_free(map);
9289
9290         return in;
9291 }
9292
9293 /* Check if the given map is obviously injective.
9294  */
9295 int isl_map_plain_is_injective(__isl_keep isl_map *map)
9296 {
9297         int in;
9298
9299         map = isl_map_copy(map);
9300         map = isl_map_reverse(map);
9301         in = isl_map_plain_is_single_valued(map);
9302         isl_map_free(map);
9303
9304         return in;
9305 }
9306
9307 int isl_map_is_bijective(__isl_keep isl_map *map)
9308 {
9309         int sv;
9310
9311         sv = isl_map_is_single_valued(map);
9312         if (sv < 0 || !sv)
9313                 return sv;
9314
9315         return isl_map_is_injective(map);
9316 }
9317
9318 int isl_set_is_singleton(__isl_keep isl_set *set)
9319 {
9320         return isl_map_is_single_valued((isl_map *)set);
9321 }
9322
9323 int isl_map_is_translation(__isl_keep isl_map *map)
9324 {
9325         int ok;
9326         isl_set *delta;
9327
9328         delta = isl_map_deltas(isl_map_copy(map));
9329         ok = isl_set_is_singleton(delta);
9330         isl_set_free(delta);
9331
9332         return ok;
9333 }
9334
9335 static int unique(isl_int *p, unsigned pos, unsigned len)
9336 {
9337         if (isl_seq_first_non_zero(p, pos) != -1)
9338                 return 0;
9339         if (isl_seq_first_non_zero(p + pos + 1, len - pos - 1) != -1)
9340                 return 0;
9341         return 1;
9342 }
9343
9344 int isl_basic_set_is_box(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9345 {
9346         int i, j;
9347         unsigned nvar;
9348         unsigned ovar;
9349
9350         if (!bset)
9351                 return -1;
9352
9353         if (isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_div) != 0)
9354                 return 0;
9355
9356         nvar = isl_basic_set_dim(bset, isl_dim_set);
9357         ovar = isl_space_offset(bset->dim, isl_dim_set);
9358         for (j = 0; j < nvar; ++j) {
9359                 int lower = 0, upper = 0;
9360                 for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
9361                         if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][1 + ovar + j]))
9362                                 continue;
9363                         if (!unique(bset->eq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9364                                 return 0;
9365                         break;
9366                 }
9367                 if (i < bset->n_eq)
9368                         continue;
9369                 for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
9370                         if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9371                                 continue;
9372                         if (!unique(bset->ineq[i] + 1 + ovar, j, nvar))
9373                                 return 0;
9374                         if (isl_int_is_pos(bset->ineq[i][1 + ovar + j]))
9375                                 lower = 1;
9376                         else
9377                                 upper = 1;
9378                 }
9379                 if (!lower || !upper)
9380                         return 0;
9381         }
9382
9383         return 1;
9384 }
9385
9386 int isl_set_is_box(__isl_keep isl_set *set)
9387 {
9388         if (!set)
9389                 return -1;
9390         if (set->n != 1)
9391                 return 0;
9392
9393         return isl_basic_set_is_box(set->p[0]);
9394 }
9395
9396 int isl_basic_set_is_wrapping(__isl_keep isl_basic_set *bset)
9397 {
9398         if (!bset)
9399                 return -1;
9400         
9401         return isl_space_is_wrapping(bset->dim);
9402 }
9403
9404 int isl_set_is_wrapping(__isl_keep isl_set *set)
9405 {
9406         if (!set)
9407                 return -1;
9408         
9409         return isl_space_is_wrapping(set->dim);
9410 }
9411
9412 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_map_wrap(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9413 {
9414         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9415         if (!bmap)
9416                 return NULL;
9417
9418         bmap->dim = isl_space_wrap(bmap->dim);
9419         if (!bmap->dim)
9420                 goto error;
9421
9422         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9423
9424         return (isl_basic_set *)bmap;
9425 error:
9426         isl_basic_map_free(bmap);
9427         return NULL;
9428 }
9429
9430 __isl_give isl_set *isl_map_wrap(__isl_take isl_map *map)
9431 {
9432         int i;
9433
9434         map = isl_map_cow(map);
9435         if (!map)
9436                 return NULL;
9437
9438         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9439                 map->p[i] = (isl_basic_map *)isl_basic_map_wrap(map->p[i]);
9440                 if (!map->p[i])
9441                         goto error;
9442         }
9443         map->dim = isl_space_wrap(map->dim);
9444         if (!map->dim)
9445                 goto error;
9446
9447         return (isl_set *)map;
9448 error:
9449         isl_map_free(map);
9450         return NULL;
9451 }
9452
9453 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_set_unwrap(__isl_take isl_basic_set *bset)
9454 {
9455         bset = isl_basic_set_cow(bset);
9456         if (!bset)
9457                 return NULL;
9458
9459         bset->dim = isl_space_unwrap(bset->dim);
9460         if (!bset->dim)
9461                 goto error;
9462
9463         bset = isl_basic_set_finalize(bset);
9464
9465         return (isl_basic_map *)bset;
9466 error:
9467         isl_basic_set_free(bset);
9468         return NULL;
9469 }
9470
9471 __isl_give isl_map *isl_set_unwrap(__isl_take isl_set *set)
9472 {
9473         int i;
9474
9475         if (!set)
9476                 return NULL;
9477
9478         if (!isl_set_is_wrapping(set))
9479                 isl_die(set->ctx, isl_error_invalid, "not a wrapping set",
9480                         goto error);
9481
9482         set = isl_set_cow(set);
9483         if (!set)
9484                 return NULL;
9485
9486         for (i = 0; i < set->n; ++i) {
9487                 set->p[i] = (isl_basic_set *)isl_basic_set_unwrap(set->p[i]);
9488                 if (!set->p[i])
9489                         goto error;
9490         }
9491
9492         set->dim = isl_space_unwrap(set->dim);
9493         if (!set->dim)
9494                 goto error;
9495
9496         return (isl_map *)set;
9497 error:
9498         isl_set_free(set);
9499         return NULL;
9500 }
9501
9502 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_reset(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9503         enum isl_dim_type type)
9504 {
9505         if (!bmap)
9506                 return NULL;
9507
9508         if (!isl_space_is_named_or_nested(bmap->dim, type))
9509                 return bmap;
9510
9511         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9512         if (!bmap)
9513                 return NULL;
9514
9515         bmap->dim = isl_space_reset(bmap->dim, type);
9516         if (!bmap->dim)
9517                 goto error;
9518
9519         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9520
9521         return bmap;
9522 error:
9523         isl_basic_map_free(bmap);
9524         return NULL;
9525 }
9526
9527 __isl_give isl_map *isl_map_reset(__isl_take isl_map *map,
9528         enum isl_dim_type type)
9529 {
9530         int i;
9531
9532         if (!map)
9533                 return NULL;
9534
9535         if (!isl_space_is_named_or_nested(map->dim, type))
9536                 return map;
9537
9538         map = isl_map_cow(map);
9539         if (!map)
9540                 return NULL;
9541
9542         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9543                 map->p[i] = isl_basic_map_reset(map->p[i], type);
9544                 if (!map->p[i])
9545                         goto error;
9546         }
9547         map->dim = isl_space_reset(map->dim, type);
9548         if (!map->dim)
9549                 goto error;
9550
9551         return map;
9552 error:
9553         isl_map_free(map);
9554         return NULL;
9555 }
9556
9557 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten(__isl_take isl_basic_map *bmap)
9558 {
9559         if (!bmap)
9560                 return NULL;
9561
9562         if (!bmap->dim->nested[0] && !bmap->dim->nested[1])
9563                 return bmap;
9564
9565         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9566         if (!bmap)
9567                 return NULL;
9568
9569         bmap->dim = isl_space_flatten(bmap->dim);
9570         if (!bmap->dim)
9571                 goto error;
9572
9573         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9574
9575         return bmap;
9576 error:
9577         isl_basic_map_free(bmap);
9578         return NULL;
9579 }
9580
9581 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_flatten(__isl_take isl_basic_set *bset)
9582 {
9583         return (isl_basic_set *)isl_basic_map_flatten((isl_basic_map *)bset);
9584 }
9585
9586 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_domain(
9587         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9588 {
9589         if (!bmap)
9590                 return NULL;
9591
9592         if (!bmap->dim->nested[0])
9593                 return bmap;
9594
9595         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9596         if (!bmap)
9597                 return NULL;
9598
9599         bmap->dim = isl_space_flatten_domain(bmap->dim);
9600         if (!bmap->dim)
9601                 goto error;
9602
9603         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9604
9605         return bmap;
9606 error:
9607         isl_basic_map_free(bmap);
9608         return NULL;
9609 }
9610
9611 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_flatten_range(
9612         __isl_take isl_basic_map *bmap)
9613 {
9614         if (!bmap)
9615                 return NULL;
9616
9617         if (!bmap->dim->nested[1])
9618                 return bmap;
9619
9620         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9621         if (!bmap)
9622                 return NULL;
9623
9624         bmap->dim = isl_space_flatten_range(bmap->dim);
9625         if (!bmap->dim)
9626                 goto error;
9627
9628         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
9629
9630         return bmap;
9631 error:
9632         isl_basic_map_free(bmap);
9633         return NULL;
9634 }
9635
9636 __isl_give isl_map *isl_map_flatten(__isl_take isl_map *map)
9637 {
9638         int i;
9639
9640         if (!map)
9641                 return NULL;
9642
9643         if (!map->dim->nested[0] && !map->dim->nested[1])
9644                 return map;
9645
9646         map = isl_map_cow(map);
9647         if (!map)
9648                 return NULL;
9649
9650         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9651                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten(map->p[i]);
9652                 if (!map->p[i])
9653                         goto error;
9654         }
9655         map->dim = isl_space_flatten(map->dim);
9656         if (!map->dim)
9657                 goto error;
9658
9659         return map;
9660 error:
9661         isl_map_free(map);
9662         return NULL;
9663 }
9664
9665 __isl_give isl_set *isl_set_flatten(__isl_take isl_set *set)
9666 {
9667         return (isl_set *)isl_map_flatten((isl_map *)set);
9668 }
9669
9670 __isl_give isl_map *isl_set_flatten_map(__isl_take isl_set *set)
9671 {
9672         isl_space *dim, *flat_dim;
9673         isl_map *map;
9674
9675         dim = isl_set_get_space(set);
9676         flat_dim = isl_space_flatten(isl_space_copy(dim));
9677         map = isl_map_identity(isl_space_join(isl_space_reverse(dim), flat_dim));
9678         map = isl_map_intersect_domain(map, set);
9679
9680         return map;
9681 }
9682
9683 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_domain(__isl_take isl_map *map)
9684 {
9685         int i;
9686
9687         if (!map)
9688                 return NULL;
9689
9690         if (!map->dim->nested[0])
9691                 return map;
9692
9693         map = isl_map_cow(map);
9694         if (!map)
9695                 return NULL;
9696
9697         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9698                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_domain(map->p[i]);
9699                 if (!map->p[i])
9700                         goto error;
9701         }
9702         map->dim = isl_space_flatten_domain(map->dim);
9703         if (!map->dim)
9704                 goto error;
9705
9706         return map;
9707 error:
9708         isl_map_free(map);
9709         return NULL;
9710 }
9711
9712 __isl_give isl_map *isl_map_flatten_range(__isl_take isl_map *map)
9713 {
9714         int i;
9715
9716         if (!map)
9717                 return NULL;
9718
9719         if (!map->dim->nested[1])
9720                 return map;
9721
9722         map = isl_map_cow(map);
9723         if (!map)
9724                 return NULL;
9725
9726         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9727                 map->p[i] = isl_basic_map_flatten_range(map->p[i]);
9728                 if (!map->p[i])
9729                         goto error;
9730         }
9731         map->dim = isl_space_flatten_range(map->dim);
9732         if (!map->dim)
9733                 goto error;
9734
9735         return map;
9736 error:
9737         isl_map_free(map);
9738         return NULL;
9739 }
9740
9741 /* Reorder the dimensions of "bmap" according to the given dim_map
9742  * and set the dimension specification to "dim".
9743  */
9744 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_realign(__isl_take isl_basic_map *bmap,
9745         __isl_take isl_space *dim, __isl_take struct isl_dim_map *dim_map)
9746 {
9747         isl_basic_map *res;
9748         unsigned flags;
9749
9750         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
9751         if (!bmap || !dim || !dim_map)
9752                 goto error;
9753
9754         flags = bmap->flags;
9755         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_FINAL);
9756         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED);
9757         ISL_FL_CLR(flags, ISL_BASIC_MAP_NORMALIZED_DIVS);
9758         res = isl_basic_map_alloc_space(dim,
9759                         bmap->n_div, bmap->n_eq, bmap->n_ineq);
9760         res = isl_basic_map_add_constraints_dim_map(res, bmap, dim_map);
9761         if (res)
9762                 res->flags = flags;
9763         res = isl_basic_map_finalize(res);
9764         return res;
9765 error:
9766         free(dim_map);
9767         isl_basic_map_free(bmap);
9768         isl_space_free(dim);
9769         return NULL;
9770 }
9771
9772 /* Reorder the dimensions of "map" according to given reordering.
9773  */
9774 __isl_give isl_map *isl_map_realign(__isl_take isl_map *map,
9775         __isl_take isl_reordering *r)
9776 {
9777         int i;
9778         struct isl_dim_map *dim_map;
9779
9780         map = isl_map_cow(map);
9781         dim_map = isl_dim_map_from_reordering(r);
9782         if (!map || !r || !dim_map)
9783                 goto error;
9784
9785         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
9786                 struct isl_dim_map *dim_map_i;
9787
9788                 dim_map_i = isl_dim_map_extend(dim_map, map->p[i]);
9789
9790                 map->p[i] = isl_basic_map_realign(map->p[i],
9791                                             isl_space_copy(r->dim), dim_map_i);
9792
9793                 if (!map->p[i])
9794                         goto error;
9795         }
9796
9797         map = isl_map_reset_space(map, isl_space_copy(r->dim));
9798
9799         isl_reordering_free(r);
9800         free(dim_map);
9801         return map;
9802 error:
9803         free(dim_map);
9804         isl_map_free(map);
9805         isl_reordering_free(r);
9806         return NULL;
9807 }
9808
9809 __isl_give isl_set *isl_set_realign(__isl_take isl_set *set,
9810         __isl_take isl_reordering *r)
9811 {
9812         return (isl_set *)isl_map_realign((isl_map *)set, r);
9813 }
9814
9815 __isl_give isl_map *isl_map_align_params(__isl_take isl_map *map,
9816         __isl_take isl_space *model)
9817 {
9818         isl_ctx *ctx;
9819
9820         if (!map || !model)
9821                 goto error;
9822
9823         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9824         if (!isl_space_has_named_params(model))
9825                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9826                         "model has unnamed parameters", goto error);
9827         if (!isl_space_has_named_params(map->dim))
9828                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9829                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9830         if (!isl_space_match(map->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9831                 isl_reordering *exp;
9832
9833                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9834                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9835                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9836                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9837                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(map->dim, model);
9838                 exp = isl_reordering_extend_space(exp, isl_map_get_space(map));
9839                 map = isl_map_realign(map, exp);
9840         }
9841
9842         isl_space_free(model);
9843         return map;
9844 error:
9845         isl_space_free(model);
9846         isl_map_free(map);
9847         return NULL;
9848 }
9849
9850 __isl_give isl_set *isl_set_align_params(__isl_take isl_set *set,
9851         __isl_take isl_space *model)
9852 {
9853         return isl_map_align_params(set, model);
9854 }
9855
9856 /* Align the parameters of "bmap" to those of "model", introducing
9857  * additional parameters if needed.
9858  */
9859 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_align_params(
9860         __isl_take isl_basic_map *bmap, __isl_take isl_space *model)
9861 {
9862         isl_ctx *ctx;
9863
9864         if (!bmap || !model)
9865                 goto error;
9866
9867         ctx = isl_space_get_ctx(model);
9868         if (!isl_space_has_named_params(model))
9869                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9870                         "model has unnamed parameters", goto error);
9871         if (!isl_space_has_named_params(bmap->dim))
9872                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
9873                         "relation has unnamed parameters", goto error);
9874         if (!isl_space_match(bmap->dim, isl_dim_param, model, isl_dim_param)) {
9875                 isl_reordering *exp;
9876                 struct isl_dim_map *dim_map;
9877
9878                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_in,
9879                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_in));
9880                 model = isl_space_drop_dims(model, isl_dim_out,
9881                                         0, isl_space_dim(model, isl_dim_out));
9882                 exp = isl_parameter_alignment_reordering(bmap->dim, model);
9883                 exp = isl_reordering_extend_space(exp,
9884                                         isl_basic_map_get_space(bmap));
9885                 dim_map = isl_dim_map_from_reordering(exp);
9886                 bmap = isl_basic_map_realign(bmap,
9887                                     exp ? isl_space_copy(exp->dim) : NULL,
9888                                     isl_dim_map_extend(dim_map, bmap));
9889                 isl_reordering_free(exp);
9890                 free(dim_map);
9891         }
9892
9893         isl_space_free(model);
9894         return bmap;
9895 error:
9896         isl_space_free(model);
9897         isl_basic_map_free(bmap);
9898         return NULL;
9899 }
9900
9901 /* Align the parameters of "bset" to those of "model", introducing
9902  * additional parameters if needed.
9903  */
9904 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_align_params(
9905         __isl_take isl_basic_set *bset, __isl_take isl_space *model)
9906 {
9907         return isl_basic_map_align_params(bset, model);
9908 }
9909
9910 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_equalities_matrix(
9911                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9912                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9913                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9914 {
9915         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9916         struct isl_mat *mat;
9917         int i, j, k;
9918         int pos;
9919
9920         if (!bmap)
9921                 return NULL;
9922         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_eq,
9923                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9924         if (!mat)
9925                 return NULL;
9926         for (i = 0; i < bmap->n_eq; ++i)
9927                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9928                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9929                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9930                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9931                                             bmap->eq[i][off + k]);
9932                                 ++pos;
9933                         }
9934                 }
9935
9936         return mat;
9937 }
9938
9939 __isl_give isl_mat *isl_basic_map_inequalities_matrix(
9940                 __isl_keep isl_basic_map *bmap, enum isl_dim_type c1,
9941                 enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9942                 enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9943 {
9944         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9945         struct isl_mat *mat;
9946         int i, j, k;
9947         int pos;
9948
9949         if (!bmap)
9950                 return NULL;
9951         mat = isl_mat_alloc(bmap->ctx, bmap->n_ineq,
9952                                 isl_basic_map_total_dim(bmap) + 1);
9953         if (!mat)
9954                 return NULL;
9955         for (i = 0; i < bmap->n_ineq; ++i)
9956                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
9957                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
9958                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
9959                                 isl_int_set(mat->row[i][pos],
9960                                             bmap->ineq[i][off + k]);
9961                                 ++pos;
9962                         }
9963                 }
9964
9965         return mat;
9966 }
9967
9968 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_constraint_matrices(
9969         __isl_take isl_space *dim,
9970         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
9971         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3,
9972         enum isl_dim_type c4, enum isl_dim_type c5)
9973 {
9974         enum isl_dim_type c[5] = { c1, c2, c3, c4, c5 };
9975         isl_basic_map *bmap;
9976         unsigned total;
9977         unsigned extra;
9978         int i, j, k, l;
9979         int pos;
9980
9981         if (!dim || !eq || !ineq)
9982                 goto error;
9983
9984         if (eq->n_col != ineq->n_col)
9985                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9986                         "equalities and inequalities matrices should have "
9987                         "same number of columns", goto error);
9988
9989         total = 1 + isl_space_dim(dim, isl_dim_all);
9990
9991         if (eq->n_col < total)
9992                 isl_die(dim->ctx, isl_error_invalid,
9993                         "number of columns too small", goto error);
9994
9995         extra = eq->n_col - total;
9996
9997         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(dim), extra,
9998                                        eq->n_row, ineq->n_row);
9999         if (!bmap)
10000                 goto error;
10001         for (i = 0; i < extra; ++i) {
10002                 k = isl_basic_map_alloc_div(bmap);
10003                 if (k < 0)
10004                         goto error;
10005                 isl_int_set_si(bmap->div[k][0], 0);
10006         }
10007         for (i = 0; i < eq->n_row; ++i) {
10008                 l = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10009                 if (l < 0)
10010                         goto error;
10011                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10012                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10013                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10014                                 isl_int_set(bmap->eq[l][off + k], 
10015                                             eq->row[i][pos]);
10016                                 ++pos;
10017                         }
10018                 }
10019         }
10020         for (i = 0; i < ineq->n_row; ++i) {
10021                 l = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10022                 if (l < 0)
10023                         goto error;
10024                 for (j = 0, pos = 0; j < 5; ++j) {
10025                         int off = isl_basic_map_offset(bmap, c[j]);
10026                         for (k = 0; k < isl_basic_map_dim(bmap, c[j]); ++k) {
10027                                 isl_int_set(bmap->ineq[l][off + k], 
10028                                             ineq->row[i][pos]);
10029                                 ++pos;
10030                         }
10031                 }
10032         }
10033
10034         isl_space_free(dim);
10035         isl_mat_free(eq);
10036         isl_mat_free(ineq);
10037
10038         return bmap;
10039 error:
10040         isl_space_free(dim);
10041         isl_mat_free(eq);
10042         isl_mat_free(ineq);
10043         return NULL;
10044 }
10045
10046 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_equalities_matrix(
10047         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10048         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10049 {
10050         return isl_basic_map_equalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10051                                                 c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10052 }
10053
10054 __isl_give isl_mat *isl_basic_set_inequalities_matrix(
10055         __isl_keep isl_basic_set *bset, enum isl_dim_type c1,
10056         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10057 {
10058         return isl_basic_map_inequalities_matrix((isl_basic_map *)bset,
10059                                                  c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10060 }
10061
10062 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_from_constraint_matrices(
10063         __isl_take isl_space *dim,
10064         __isl_take isl_mat *eq, __isl_take isl_mat *ineq, enum isl_dim_type c1,
10065         enum isl_dim_type c2, enum isl_dim_type c3, enum isl_dim_type c4)
10066 {
10067         return (isl_basic_set*)
10068             isl_basic_map_from_constraint_matrices(dim, eq, ineq,
10069                                                    c1, c2, c3, c4, isl_dim_in);
10070 }
10071
10072 int isl_basic_map_can_zip(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10073 {
10074         if (!bmap)
10075                 return -1;
10076         
10077         return isl_space_can_zip(bmap->dim);
10078 }
10079
10080 int isl_map_can_zip(__isl_keep isl_map *map)
10081 {
10082         if (!map)
10083                 return -1;
10084         
10085         return isl_space_can_zip(map->dim);
10086 }
10087
10088 /* Given a basic map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding basic map
10089  * (A -> C) -> (B -> D).
10090  */
10091 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_zip(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10092 {
10093         unsigned pos;
10094         unsigned n1;
10095         unsigned n2;
10096
10097         if (!bmap)
10098                 return NULL;
10099
10100         if (!isl_basic_map_can_zip(bmap))
10101                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10102                         "basic map cannot be zipped", goto error);
10103         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_in) +
10104                 isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_in);
10105         n1 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[0], isl_dim_out);
10106         n2 = isl_space_dim(bmap->dim->nested[1], isl_dim_in);
10107         bmap = isl_basic_map_cow(bmap);
10108         bmap = isl_basic_map_swap_vars(bmap, pos, n1, n2);
10109         if (!bmap)
10110                 return NULL;
10111         bmap->dim = isl_space_zip(bmap->dim);
10112         if (!bmap->dim)
10113                 goto error;
10114         return bmap;
10115 error:
10116         isl_basic_map_free(bmap);
10117         return NULL;
10118 }
10119
10120 /* Given a map (A -> B) -> (C -> D), return the corresponding map
10121  * (A -> C) -> (B -> D).
10122  */
10123 __isl_give isl_map *isl_map_zip(__isl_take isl_map *map)
10124 {
10125         int i;
10126
10127         if (!map)
10128                 return NULL;
10129
10130         if (!isl_map_can_zip(map))
10131                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be zipped",
10132                         goto error);
10133
10134         map = isl_map_cow(map);
10135         if (!map)
10136                 return NULL;
10137
10138         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10139                 map->p[i] = isl_basic_map_zip(map->p[i]);
10140                 if (!map->p[i])
10141                         goto error;
10142         }
10143
10144         map->dim = isl_space_zip(map->dim);
10145         if (!map->dim)
10146                 goto error;
10147
10148         return map;
10149 error:
10150         isl_map_free(map);
10151         return NULL;
10152 }
10153
10154 /* Can we apply isl_basic_map_curry to "bmap"?
10155  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10156  */
10157 int isl_basic_map_can_curry(__isl_keep isl_basic_map *bmap)
10158 {
10159         if (!bmap)
10160                 return -1;
10161
10162         return isl_space_can_curry(bmap->dim);
10163 }
10164
10165 /* Can we apply isl_map_curry to "map"?
10166  * That is, does it have a nested relation in its domain?
10167  */
10168 int isl_map_can_curry(__isl_keep isl_map *map)
10169 {
10170         if (!map)
10171                 return -1;
10172
10173         return isl_space_can_curry(map->dim);
10174 }
10175
10176 /* Given a basic map (A -> B) -> C, return the corresponding basic map
10177  * A -> (B -> C).
10178  */
10179 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_curry(__isl_take isl_basic_map *bmap)
10180 {
10181
10182         if (!bmap)
10183                 return NULL;
10184
10185         if (!isl_basic_map_can_curry(bmap))
10186                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10187                         "basic map cannot be curried", goto error);
10188         bmap->dim = isl_space_curry(bmap->dim);
10189         if (!bmap->dim)
10190                 goto error;
10191         return bmap;
10192 error:
10193         isl_basic_map_free(bmap);
10194         return NULL;
10195 }
10196
10197 /* Given a map (A -> B) -> C, return the corresponding map
10198  * A -> (B -> C).
10199  */
10200 __isl_give isl_map *isl_map_curry(__isl_take isl_map *map)
10201 {
10202         int i;
10203
10204         if (!map)
10205                 return NULL;
10206
10207         if (!isl_map_can_curry(map))
10208                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid, "map cannot be curried",
10209                         goto error);
10210
10211         map = isl_map_cow(map);
10212         if (!map)
10213                 return NULL;
10214
10215         for (i = 0; i < map->n; ++i) {
10216                 map->p[i] = isl_basic_map_curry(map->p[i]);
10217                 if (!map->p[i])
10218                         goto error;
10219         }
10220
10221         map->dim = isl_space_curry(map->dim);
10222         if (!map->dim)
10223                 goto error;
10224
10225         return map;
10226 error:
10227         isl_map_free(map);
10228         return NULL;
10229 }
10230
10231 /* Construct a basic map mapping the domain of the affine expression
10232  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10233  */
10234 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10235 {
10236         int k;
10237         int pos;
10238         isl_local_space *ls;
10239         isl_basic_map *bmap;
10240
10241         if (!aff)
10242                 return NULL;
10243
10244         ls = isl_aff_get_local_space(aff);
10245         bmap = isl_basic_map_from_local_space(ls);
10246         bmap = isl_basic_map_extend_constraints(bmap, 1, 0);
10247         k = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10248         if (k < 0)
10249                 goto error;
10250
10251         pos = isl_basic_map_offset(bmap, isl_dim_out);
10252         isl_seq_cpy(bmap->eq[k], aff->v->el + 1, pos);
10253         isl_int_neg(bmap->eq[k][pos], aff->v->el[0]);
10254         isl_seq_cpy(bmap->eq[k] + pos + 1, aff->v->el + 1 + pos,
10255                     aff->v->size - (pos + 1));
10256
10257         isl_aff_free(aff);
10258         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10259         return bmap;
10260 error:
10261         isl_aff_free(aff);
10262         isl_basic_map_free(bmap);
10263         return NULL;
10264 }
10265
10266 /* Construct a map mapping the domain of the affine expression
10267  * to a one-dimensional range prescribed by the affine expression.
10268  */
10269 __isl_give isl_map *isl_map_from_aff(__isl_take isl_aff *aff)
10270 {
10271         isl_basic_map *bmap;
10272
10273         bmap = isl_basic_map_from_aff(aff);
10274         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10275 }
10276
10277 /* Construct a basic map mapping the domain the multi-affine expression
10278  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10279  * corresponding affine expression.
10280  */
10281 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_multi_aff(
10282         __isl_take isl_multi_aff *maff)
10283 {
10284         int i;
10285         isl_space *space;
10286         isl_basic_map *bmap;
10287
10288         if (!maff)
10289                 return NULL;
10290
10291         if (isl_space_dim(maff->space, isl_dim_out) != maff->n)
10292                 isl_die(isl_multi_aff_get_ctx(maff), isl_error_internal,
10293                         "invalid space", return isl_multi_aff_free(maff));
10294
10295         space = isl_space_domain(isl_multi_aff_get_space(maff));
10296         bmap = isl_basic_map_universe(isl_space_from_domain(space));
10297
10298         for (i = 0; i < maff->n; ++i) {
10299                 isl_aff *aff;
10300                 isl_basic_map *bmap_i;
10301
10302                 aff = isl_aff_copy(maff->p[i]);
10303                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10304
10305                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10306         }
10307
10308         bmap = isl_basic_map_reset_space(bmap, isl_multi_aff_get_space(maff));
10309
10310         isl_multi_aff_free(maff);
10311         return bmap;
10312 }
10313
10314 /* Construct a map mapping the domain the multi-affine expression
10315  * to its range, with each dimension in the range equated to the
10316  * corresponding affine expression.
10317  */
10318 __isl_give isl_map *isl_map_from_multi_aff(__isl_take isl_multi_aff *maff)
10319 {
10320         isl_basic_map *bmap;
10321
10322         bmap = isl_basic_map_from_multi_aff(maff);
10323         return isl_map_from_basic_map(bmap);
10324 }
10325
10326 /* Construct a basic map mapping a domain in the given space to
10327  * to an n-dimensional range, with n the number of elements in the list,
10328  * where each coordinate in the range is prescribed by the
10329  * corresponding affine expression.
10330  * The domains of all affine expressions in the list are assumed to match
10331  * domain_dim.
10332  */
10333 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_from_aff_list(
10334         __isl_take isl_space *domain_dim, __isl_take isl_aff_list *list)
10335 {
10336         int i;
10337         isl_space *dim;
10338         isl_basic_map *bmap;
10339
10340         if (!list)
10341                 return NULL;
10342
10343         dim = isl_space_from_domain(domain_dim);
10344         bmap = isl_basic_map_universe(dim);
10345
10346         for (i = 0; i < list->n; ++i) {
10347                 isl_aff *aff;
10348                 isl_basic_map *bmap_i;
10349
10350                 aff = isl_aff_copy(list->p[i]);
10351                 bmap_i = isl_basic_map_from_aff(aff);
10352
10353                 bmap = isl_basic_map_flat_range_product(bmap, bmap_i);
10354         }
10355
10356         isl_aff_list_free(list);
10357         return bmap;
10358 }
10359
10360 __isl_give isl_set *isl_set_equate(__isl_take isl_set *set,
10361         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10362 {
10363         return isl_map_equate(set, type1, pos1, type2, pos2);
10364 }
10365
10366 /* Construct a basic map where the given dimensions are equal to each other.
10367  */
10368 static __isl_give isl_basic_map *equator(__isl_take isl_space *space,
10369         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10370 {
10371         isl_basic_map *bmap = NULL;
10372         int i;
10373
10374         if (!space)
10375                 return NULL;
10376
10377         if (pos1 >= isl_space_dim(space, type1))
10378                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10379                         "index out of bounds", goto error);
10380         if (pos2 >= isl_space_dim(space, type2))
10381                 isl_die(isl_space_get_ctx(space), isl_error_invalid,
10382                         "index out of bounds", goto error);
10383
10384         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10385                 return isl_basic_map_universe(space);
10386
10387         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_space_copy(space), 0, 1, 0);
10388         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10389         if (i < 0)
10390                 goto error;
10391         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10392         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10393         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10394         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], -1);
10395         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10396         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10397         isl_space_free(space);
10398         return bmap;
10399 error:
10400         isl_space_free(space);
10401         isl_basic_map_free(bmap);
10402         return NULL;
10403 }
10404
10405 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10406  */
10407 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_equate(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10408         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10409 {
10410         isl_basic_map *eq;
10411
10412         eq = equator(isl_basic_map_get_space(bmap), type1, pos1, type2, pos2);
10413
10414         bmap = isl_basic_map_intersect(bmap, eq);
10415
10416         return bmap;
10417 }
10418
10419 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions are equal.
10420  */
10421 __isl_give isl_map *isl_map_equate(__isl_take isl_map *map,
10422         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10423 {
10424         isl_basic_map *bmap;
10425
10426         bmap = equator(isl_map_get_space(map), type1, pos1, type2, pos2);
10427
10428         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10429
10430         return map;
10431 }
10432
10433 /* Add a constraint imposing that the given two dimensions have opposite values.
10434  */
10435 __isl_give isl_map *isl_map_oppose(__isl_take isl_map *map,
10436         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10437 {
10438         isl_basic_map *bmap = NULL;
10439         int i;
10440
10441         if (!map)
10442                 return NULL;
10443
10444         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10445                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10446                         "index out of bounds", goto error);
10447         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10448                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10449                         "index out of bounds", goto error);
10450
10451         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 1, 0);
10452         i = isl_basic_map_alloc_equality(bmap);
10453         if (i < 0)
10454                 goto error;
10455         isl_seq_clr(bmap->eq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10456         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10457         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10458         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos1], 1);
10459         isl_int_set_si(bmap->eq[i][pos2], 1);
10460         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10461
10462         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10463
10464         return map;
10465 error:
10466         isl_basic_map_free(bmap);
10467         isl_map_free(map);
10468         return NULL;
10469 }
10470
10471 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10472  * greater than or equal to that of the second.
10473  */
10474 __isl_give isl_basic_map *isl_basic_map_order_ge(__isl_take isl_basic_map *bmap,
10475         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10476 {
10477         isl_constraint *c;
10478         isl_local_space *ls;
10479
10480         if (!bmap)
10481                 return NULL;
10482
10483         if (pos1 >= isl_basic_map_dim(bmap, type1))
10484                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10485                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10486         if (pos2 >= isl_basic_map_dim(bmap, type2))
10487                 isl_die(bmap->ctx, isl_error_invalid,
10488                         "index out of bounds", return isl_basic_map_free(bmap));
10489
10490         if (type1 == type2 && pos1 == pos2)
10491                 return bmap;
10492
10493         ls = isl_local_space_from_space(isl_basic_map_get_space(bmap));
10494         c = isl_inequality_alloc(ls);
10495         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type1, pos1, 1);
10496         c = isl_constraint_set_coefficient_si(c, type2, pos2, -1);
10497         bmap = isl_basic_map_add_constraint(bmap, c);
10498
10499         return bmap;
10500 }
10501
10502 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10503  * greater than that of the second.
10504  */
10505 __isl_give isl_map *isl_map_order_gt(__isl_take isl_map *map,
10506         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10507 {
10508         isl_basic_map *bmap = NULL;
10509         int i;
10510
10511         if (!map)
10512                 return NULL;
10513
10514         if (pos1 >= isl_map_dim(map, type1))
10515                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10516                         "index out of bounds", goto error);
10517         if (pos2 >= isl_map_dim(map, type2))
10518                 isl_die(map->ctx, isl_error_invalid,
10519                         "index out of bounds", goto error);
10520
10521         if (type1 == type2 && pos1 == pos2) {
10522                 isl_space *space = isl_map_get_space(map);
10523                 isl_map_free(map);
10524                 return isl_map_empty(space);
10525         }
10526
10527         bmap = isl_basic_map_alloc_space(isl_map_get_space(map), 0, 0, 1);
10528         i = isl_basic_map_alloc_inequality(bmap);
10529         if (i < 0)
10530                 goto error;
10531         isl_seq_clr(bmap->ineq[i], 1 + isl_basic_map_total_dim(bmap));
10532         pos1 += isl_basic_map_offset(bmap, type1);
10533         pos2 += isl_basic_map_offset(bmap, type2);
10534         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos1], 1);
10535         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][pos2], -1);
10536         isl_int_set_si(bmap->ineq[i][0], -1);
10537         bmap = isl_basic_map_finalize(bmap);
10538
10539         map = isl_map_intersect(map, isl_map_from_basic_map(bmap));
10540
10541         return map;
10542 error:
10543         isl_basic_map_free(bmap);
10544         isl_map_free(map);
10545         return NULL;
10546 }
10547
10548 /* Add a constraint imposing that the value of the first dimension is
10549  * smaller than that of the second.
10550  */
10551 __isl_give isl_map *isl_map_order_lt(__isl_take isl_map *map,
10552         enum isl_dim_type type1, int pos1, enum isl_dim_type type2, int pos2)
10553 {
10554         return isl_map_order_gt(map, type2, pos2, type1, pos1);
10555 }
10556
10557 __isl_give isl_aff *isl_basic_map_get_div(__isl_keep isl_basic_map *bmap,
10558         int pos)
10559 {
10560         isl_aff *div;
10561         isl_local_space *ls;
10562
10563         if (!bmap)
10564                 return NULL;
10565
10566         if (!isl_basic_map_divs_known(bmap))
10567                 isl_die(isl_basic_map_get_ctx(bmap), isl_error_invalid,
10568                         "some divs are unknown", return NULL);
10569
10570         ls = isl_basic_map_get_local_space(bmap);
10571         div = isl_local_space_get_div(ls, pos);
10572         isl_local_space_free(ls);
10573
10574         return div;
10575 }
10576
10577 __isl_give isl_aff *isl_basic_set_get_div(__isl_keep isl_basic_set *bset,
10578         int pos)
10579 {
10580         return isl_basic_map_get_div(bset, pos);
10581 }
10582
10583 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "bset".
10584  *
10585  * Let i be the dimension to replace and let "subs" be of the form
10586  *
10587  *      f/d
10588  *
10589  * Any integer division with a non-zero coefficient for i,
10590  *
10591  *      floor((a i + g)/m)
10592  *
10593  * is replaced by
10594  *
10595  *      floor((a f + d g)/(m d))
10596  *
10597  * Constraints of the form
10598  *
10599  *      a i + g
10600  *
10601  * are replaced by
10602  *
10603  *      a f + d g
10604  */
10605 __isl_give isl_basic_set *isl_basic_set_substitute(
10606         __isl_take isl_basic_set *bset,
10607         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10608 {
10609         int i;
10610         isl_int v;
10611         isl_ctx *ctx;
10612
10613         if (bset && isl_basic_set_plain_is_empty(bset))
10614                 return bset;
10615
10616         bset = isl_basic_set_cow(bset);
10617         if (!bset || !subs)
10618                 goto error;
10619
10620         ctx = isl_basic_set_get_ctx(bset);
10621         if (!isl_space_is_equal(bset->dim, subs->ls->dim))
10622                 isl_die(ctx, isl_error_invalid,
10623                         "spaces don't match", goto error);
10624         if (isl_local_space_dim(subs->ls, isl_dim_div) != 0)
10625                 isl_die(ctx, isl_error_unsupported,
10626                         "cannot handle divs yet", goto error);
10627
10628         pos += isl_basic_set_offset(bset, type);
10629
10630         isl_int_init(v);
10631
10632         for (i = 0; i < bset->n_eq; ++i) {
10633                 if (isl_int_is_zero(bset->eq[i][pos]))
10634                         continue;
10635                 isl_int_set(v, bset->eq[i][pos]);
10636                 isl_int_set_si(bset->eq[i][pos], 0);
10637                 isl_seq_combine(bset->eq[i], subs->v->el[0], bset->eq[i],
10638                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10639         }
10640
10641         for (i = 0; i < bset->n_ineq; ++i) {
10642                 if (isl_int_is_zero(bset->ineq[i][pos]))
10643                         continue;
10644                 isl_int_set(v, bset->ineq[i][pos]);
10645                 isl_int_set_si(bset->ineq[i][pos], 0);
10646                 isl_seq_combine(bset->ineq[i], subs->v->el[0], bset->ineq[i],
10647                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10648         }
10649
10650         for (i = 0; i < bset->n_div; ++i) {
10651                 if (isl_int_is_zero(bset->div[i][1 + pos]))
10652                         continue;
10653                 isl_int_set(v, bset->div[i][1 + pos]);
10654                 isl_int_set_si(bset->div[i][1 + pos], 0);
10655                 isl_seq_combine(bset->div[i] + 1,
10656                                 subs->v->el[0], bset->div[i] + 1,
10657                                 v, subs->v->el + 1, subs->v->size - 1);
10658                 isl_int_mul(bset->div[i][0], bset->div[i][0], subs->v->el[0]);
10659         }
10660
10661         isl_int_clear(v);
10662
10663         bset = isl_basic_set_simplify(bset);
10664         return isl_basic_set_finalize(bset);
10665 error:
10666         isl_basic_set_free(bset);
10667         return NULL;
10668 }
10669
10670 /* Plug in "subs" for dimension "type", "pos" of "set".
10671  */
10672 __isl_give isl_set *isl_set_substitute(__isl_take isl_set *set,
10673         enum isl_dim_type type, unsigned pos, __isl_keep isl_aff *subs)
10674 {
10675         int i;
10676
10677         if (set && isl_set_plain_is_empty(set))
10678                 return set;
10679
10680         set = isl_set_cow(set);
10681         if (!set || !subs)
10682                 goto error;
10683
10684         for (i = set->n - 1; i >= 0; --i) {
10685                 set->p[i] = isl_basic_set_substitute(set->p[i], type, pos, subs);
10686                 if (remove_if_empty(set, i) < 0)
10687                         goto error;
10688         }
10689
10690         return set;
10691 error:
10692         isl_set_free(set);
10693         return NULL;
10694 }